Index
Een groep ingenieurs uit Bruine Universiteit onthulde onlangs baanbrekend onderzoek naar de ontwikkeling van kleine sensoren om de gezondheid te monitoren. Deze opmerkelijke prestatie vertegenwoordigt een aanzienlijke sprong in de miniaturisering van technologie en belooft een revolutie teweeg te brengen in de draadloze communicatie. Uit deze innovatie komt een nieuwe benadering van communicatienetwerken voort, die gegevens van talloze kleine chips kunnen verzenden, ontvangen en decoderen.
Met de introductie van microsensoren voor het lichaam ontstaat er een veelbelovende horizon voor vooruitgang in draadloze sensortechnologie. Deze evolutie zal in de toekomst het gebruik van enorme netwerken van afzonderlijke implantaten in implanteerbare microbiële apparaten en draagbare apparaten mogelijk maken, waardoor de grenzen van monitoring en interactie met de omgeving opnieuw worden gedefinieerd. Ontdek hoe deze technologische ontdekking werkt.
Hoe werken sensoren?
Microsensoren voor de gezondheidszorg zijn zorgvuldig ontworpen om het mogelijk te maken dat chips in het lichaam worden geïmplanteerd of in draagbare apparaten worden geïntegreerd, waarbij elk de complexe communicatie tussen neuronen in de hersenen nabootst. Deze innovatieve aanpak heeft tot doel de interactie tussen technologie en het menselijk organisme te verbeteren en een nieuwe dimensie van monitoring en controle te bieden.
Volgens de studie uitgevoerd door ingenieurs van Brown University valt het revolutionaire potentieel van draagbare biosensoren op. Ze zijn ontworpen om continue, realtime fysiologische informatie te verschaffen met behulp van niet-invasieve metingen van biochemische markers die aanwezig zijn in biovloeistoffen zoals tranen, speeksel en zweet.
Om een continue, ononderbroken werking te garanderen, zijn de sensoren energiezuinig ontworpen. Ze kunnen functioneren zonder dat ze voortdurend op een stroombron of batterij aangesloten hoeven te zijn, dankzij externe transceivers die de sensoren draadloos van stroom voorzien en tegelijkertijd hun kostbare gegevens verzenden.
Hoe ze in het lichaam worden geïmplanteerd en de gelijkenis met de hersenen
De kleine sensoren voor het monitoren van de gezondheid zijn ontworpen om naadloos te integreren in draagbare apparaten of rechtstreeks in het menselijk lichaam te worden geïmplanteerd. Deze chips, gemaakt van silicium en met submillimeterafmetingen, zijn ontworpen om het ingewikkelde communicatieproces tussen neuronen in de hersenen na te bootsen, met behulp van pieken van elektrische activiteit.
Door deze innovatieve aanpak verzendt het implanteren van sensoren in het lichaam realtime gegevens draadloos met behulp van radiogolven, waardoor niet alleen het energieverbruik wordt geoptimaliseerd, maar ook de beschikbare bandbreedte wordt gemaximaliseerd.
Jihum Lee, onderzoeker postdoctoraal van Brown University benadrukt dat het menselijk brein spaarzaam functioneert, wat betekent dat niet alle neuronen tegelijkertijd vuren. Om de efficiëntie te garanderen, comprimeren deze chips gegevens en nemen ze een spaarzaam schietpatroon aan, waardoor de effectiviteit van het menselijk brein wordt nagebootst.
Wij bootsen deze structuur hier na in onze benadering van draadloze telecommunicatie. De sensoren zouden niet de hele tijd gegevens verzenden, ze zouden alleen relevante gegevens verzenden als dat nodig was, in korte uitbarstingen van elektrische pieken, en zouden dit onafhankelijk van de andere sensoren kunnen doen en zonder coördinatie met een centrale ontvanger. Door dit te doen, zouden we veel energie kunnen besparen en voorkomen dat onze centrale ontvangsthub wordt overspoeld met minder belangrijke gegevens.
Jihun Lee, postdoctoraal onderzoeker aan de Brown University.
Vooruitgang ten opzichte van eerdere apparaten
Professor aan de Brown School of Engineering en senior auteur van het onderzoek, Arto Numikko, vertelt over de alomtegenwoordigheid van sensoren in onze hedendaagse wereld. Of het nu in auto's, op de werkplek of in huis is, hun aanwezigheid wordt steeds duidelijker merkbaar. Het is echter in het menselijk lichaam zelf waar de vraag naar deze sensoren het meest urgent en uitdagend is.
In deze context benadrukt de professor dat het huidige werk een aanzienlijke vooruitgang betekent ten opzichte van eerder onderzoek dat in zijn laboratorium aan de universiteit is uitgevoerd. De nieuwe aanpak introduceert een neuraal interfacesysteem dat werkt via een coördinerend netwerk van kleine draadloze sensoren, die in staat zijn hersenactiviteit op een effectieve en niet-invasieve manier te registreren en te stimuleren. Deze innovatie belooft nieuwe horizonten te openen op het gebied van de neurowetenschappen en de geneeskunde, en biedt meer geavanceerde en toegankelijke hulpmiddelen.
Vooruitgang voor de toekomst van de gezondheidszorg
Microgezondheidssensoren markeren een belangrijke evolutie in draadloze sensortechnologie en beloven een breed scala aan gezondheidsvoordelen in de toekomst. De onderzoekers zeggen dat dit werk een belangrijke mijlpaal is in de ontwikkeling van grootschalige draadloze sensoren.
Bovendien wordt aangenomen dat deze sensoren een diepgaande invloed zullen hebben op de manier waarop wetenschappers gegevens van kleine siliciumapparaten verzamelen en interpreteren, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor vooruitgang in het monitoren en behandelen van diverse medische aandoeningen.
Als we conventionele methoden blijven gebruiken, zullen we niet in staat zijn om de high-channel data te verzamelen die deze toepassingen nodig hebben in dit soort systemen van de volgende generatie.
Jihun Lee, postdoctoraal onderzoeker aan de Brown University
Zie ook:
Fontes: Bruin, Interessante techniek, The Scientist
Beoordeeld door Glaucon Vital op 4-4-24.
Ontdek meer over Showmetech
Meld u aan om ons laatste nieuws per e-mail te ontvangen.