からのエンジニアのグループ ブラウン大学 の開発に関する先駆的な研究を最近明らかにしました。 健康状態を監視する小さなセンサー。この注目すべき成果は、技術の小型化における大きな飛躍を表しており、無線通信に革命を起こすことが期待されています。この革新により、無数の小さなチップからデータを送信、受信、デコードできる通信ネットワークへの新しいアプローチが生まれました。
人体用のマイクロセンサーの導入により、ワイヤレスセンサー技術の進歩に有望な地平が見えてきます。この進化により、将来的には、移植可能な微生物デバイスやウェアラブルデバイスにおける個別のインプラントの広大なネットワークの使用が可能になり、環境の監視と相互作用の限界が再定義されます。この技術的発見がどのように機能するかをご覧ください。
センサーはどのように機能するのでしょうか?
ヘルスケア用のマイクロセンサーは、チップを体内に埋め込んだり、ウェアラブル デバイスに統合したりできるように細心の注意を払って設計されており、それぞれが脳内のニューロン間の複雑な通信を模倣します。この革新的なアプローチは、テクノロジーと人間の組織間の相互作用を改善し、新しい次元の監視と制御を提供することを目的としています。
ブラウン大学の技術者によって行われた研究によると、ウェアラブル バイオセンサーの革新的な可能性は際立っています。これらは、涙、唾液、汗などの生体液に存在する生化学マーカーの非侵襲的測定を使用して、継続的でリアルタイムの生理学的情報を提供するように設計されています。
継続的で中断のない動作を保証するために、センサーはエネルギー効率が高くなるように設計されています。センサーにワイヤレスで電力を供給し、同時に貴重なデータを送信する外部トランシーバーのおかげで、電源やバッテリーに常時接続する必要がなくても機能できます。
体内に埋め込まれる仕組みと脳との類似性
健康状態を監視する小型センサーは、ウェアラブル デバイスにシームレスに統合されるか、人体に直接埋め込まれるように設計されています。これらのチップはシリコン製でミリメートル以下の寸法で、電気活動のスパイクを使用して脳内のニューロン間の複雑な通信プロセスをエミュレートするように設計されています。
この革新的なアプローチにより、体内にセンサーを埋め込むと、電波を使用してリアルタイム データがワイヤレスで送信され、エネルギー消費が最適化されるだけでなく、利用可能な帯域幅も最大化されます。
ジフム・リー、研究者 ポスドク ブラウン大学の博士らは、人間の脳はまばらに動作し、すべてのニューロンが同時に発火するわけではないことを強調しています。効率を確保するために、これらのチップはデータを圧縮し、まばらな起動パターンを採用し、人間の脳の効率を模倣します。
私たちは、無線通信アプローチでこの構造を模倣しています。センサーは常にデータを送信しているわけではなく、必要に応じて、短い電気スパイクのバーストで関連データのみを送信し、これを他のセンサーから独立して、中央受信機と連携することなく実行できます。こうすることで、エネルギーを大幅に節約し、重要性の低いデータが中央受信ハブに溢れるのを避けることができます。
Jihun Lee、ブラウン大学博士研究員。
以前のデバイスからの進歩
ブラウン工学院教授であり、研究の主任著者である、 アルト・ヌミッコ、現代世界におけるセンサーの普及について語ります。車でも、職場でも、家庭でも、その存在はますます目立つようになってきています。しかし、これらのセンサーに対する需要が最も緊急かつ課題となっているのは人体そのものです。
これに関連して、教授は、今回の研究が大学の研究室で行われた以前の研究と比較して大幅な進歩を示していることを強調する。新しいアプローチでは、小型無線センサーの調整ネットワークを通じて動作するニューラル インターフェイス システムを導入し、効果的かつ非侵襲的な方法で脳活動を記録および刺激することができます。このイノベーションは、より洗練されたアクセス可能なツールを提供し、神経科学と医学の分野に新たな地平を開くことを約束します。
医療の未来に向けた進歩
マイクロヘルスセンサーはワイヤレスセンサー技術の大幅な進化を示し、将来的には幅広い健康上の利点が期待できます。研究者らは、この研究は大規模ワイヤレスセンサーの開発における重要なマイルストーンとなると述べている。
さらに、これらのセンサーは、科学者が小型シリコンデバイスからデータを収集して解釈する方法に大きな影響を与え、多様な病状の監視と治療の進歩への道を開くと考えられています。
従来の方法を使用し続けると、この種の次世代システムでこれらのアプリケーションに必要な高チャネルのデータを収集できなくなります。
Jihun Lee、ブラウン大学博士研究員
以下も参照してください。
Fontesは： ブラウン, 興味深いエンジニアリング, サイエンティスト
によってレビュー グラウコンバイタル 4/4/24。
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