Naukowcy z Uniwersytetu Columbia opracowali najmniejszy na świecie wszczepiany chip do monitorowania fizjologii człowieka

Jak donosi serwis TechSpot, naukowcy z Wydziału Inżynierii i Nauk Stosowanych Uniwersytetu Columbia opracowali najmniejszy na świecie wszczepialny układ scalony będący kompletnym, działającym obwodem elektronicznym. Chip przygotowany przez TSMC jest tak mały jak roztocze, a więc jest dostrzegalny tylko pod mikroskopem. Jego całkowita objętość wynosi mniej niż 0,1 milimetra sześciennego, a zamiast korzystać z tradycyjnych łączy komunikacyjnych RF, wykorzystuje on ultradźwięki. Służą one zresztą nie tylko do komunikacji, ale i do zasilania chipa. Wkrótce konstrukcje takie mają być wykorzystywane do monitorowania i mapowania sygnałów biologicznych, do wspomagania i wzmacniania funkcji fizjologicznych, a nawet do leczenia niektórych chorób.

Naukowcy z Uniwersytetu Columbia opracowali najmniejszy na świecie wszczepialny układ scalony będący kompletnym, działającym obwodem elektronicznym. Komunikacja i zasilanie odbywa się przez ultradźwięki.

Cyfrowa rewolucja: obawy związane z rozwojem technologii

Naukowcy w najróżniejszych zakątkach świata nie ustają w pracach nad możliwie niewielkim urządzeniem, które mogłoby przekształcić znaną nam dziś opiekę zdrowotną i poprawić jakość życia milionów osób. Nadzorujące pewne funkcje zdrowotne smartwatche nie są już niczym niezwykłym i wiele wskazuje na to, że zbliża się pora na bardziej zaawansowane rozwiązania, jak bezprzewodowe, zminiaturyzowane urządzenia wszczepialne. Chipy takie jak ten opracowany właśnie przez naukowców z Uniwersytetu Columbia mają być wykorzystywane do monitorowania warunków fizjologicznych takich jak temperatura, ciśnienie krwi, poziom glukozy i jakość oddechu. Wszystko to zarówno w procedurach diagnostycznych, jak i terapeutycznych. Dotychczasowa elektronika implantowa była wysoce nieefektywna. Jak zauważa serwis EurekaAlert, wymagała ona przewodów i zewnętrznych przetworników, a także baterii.

Chip zaprojektowany przez naukowców z Wydziału Inżynierii i Nauk Stosowanych Uniwersytetu Columbia i wyprodukowany przez TSMC.

Premiera Fitbit Luxe - Opaska fitness z zaawansowanymi opcjami, stworzona głównie z myślą o zdrowiu i walce ze stresem

Najnowszy chip jest z kolei kompletnym, działającym obwodem elektronicznym niewymagającym niczego więcej. "Chcieliśmy zobaczyć, jak daleko możemy przesunąć granice tego, jak mały chip możemy stworzyć" - powiedział kierujący badaniami Ken Shepard, profesor inżynierii elektrycznej. "Jest to nowa koncepcja 'chipa jako systemu'. Chipa, który sam, bez dodatkowych elementów jest funkcjonującym systemem elektronicznym. Powinno być to rewolucyjne pod kątem rozwoju bezprzewodowych, zminiaturyzowanych wszczepialnych urządzeń medycznych, które mogą 'wyczuwać' różne rzeczy i być używane w zastosowaniach klinicznych". Jak już wspomnieliśmy, chip nie pracuje na łączności RF. Tradycyjne łącza RF nie są bowiem możliwe do wykorzystania dla tak małego urządzenia, ponieważ długość fali elektromagnetycznej jest zbyt duża w stosunku do wielkości tegoż urządzenia.

Recenzja Mass Effect Legendary Edition - Sprawdzamy, czy oficjalny remaster jest w stanie zagrozić fanowskim modom

Długość fali ultradźwięków jest znacznie mniejsza, dlatego też zespół wykorzystał te właściwości zarówno do zasilania, jak i bezprzewodowej komunikacji z urządzeniem. Za komunikacje i zasilanie odpowiada swoista "antena" zamontowana na wierzchu chipa. Shepard tłumaczy, że przekształcanie energii akustycznej w elektryczną zawdzięcza się w tym wypadku dodaniu do układu scalonego materiału piezoelektrycznego. Ostatecznym celem zespołu jest opracowanie chipów, które będą mogły być wstrzykiwane za pomocą igły w ciało, skąd za pomocą ultradźwięków przekazywać będą informacje. Obecne urządzenia mierzą chociażby temperaturę ciała, ale istnieje wiele innych możliwości, nad którymi pracuje zespół.