Имплантируемые в тело человека устройства смогут общаться с компьютерами без затрат энергии

Одна из основных проблем современных имплантируемых устройств, которым прочат большое будущее   — отсутствие долговечных батареек, то есть постоянного и полноценного электропитания. Но, если у кардиостимулятора, имплантата в мозге   или биороботов в крови   закончится заряд аккумулятора, его нельзя будет просто подзарядить. Для спасения человека потребуется операция, которая может привести к осложнениям и даже смерти.

Мощной и громоздкой батареей такие миниатюрные устройства оснастить не получится. Поэтому их разработчики пока довольствуются малым и не могут себе позволить снабдить их целым букетом полезных функций.

Но исследователи из США, кажется, нашли решение: они предлагают использовать существующие каналы связи Wi-Fi, ZigBee   и Bluetooth, чтобы имплантируемые и носимые устройства смогли "пообщаться" и передать необходимые данные на смартфон, планшет или "умные" часы пользователя. Затем приложение (на большом подзаряжаемом устройстве) сможет переправить важные данные на компьютер лечащего врача, например.

Суть решения американцев следующая: оборудовать имплантат или электронную татуировку (к примеру, вот такую весьма любопытную ) антенной, которая будет изменять сигнал, посылаемый приложением в мобильном устройстве с помощью Bluetooth или ZigBee.

"Вместо того чтобы генерировать свой собственный Wi-Fi-сигнал, наша технология создаёт его, используя Bluetooth-передачи от ближайших устройств, например, "умных" часов", — рассказывает один из авторов разработки Вамси Талла ( Vamsi Talla ) из университета Вашингтона.

В основе решения — явление обратного рассеяния (в оригинале backscatter). Оно позволило создать технологию "общения" устройств между собой при помощи отражения существующих сигналов (например, Bluetooth-сигнал фактически конвертируется в Wi-Fi). Так как в данном случае речь идёт о взаимодействии устройств между собой, то новую технологию назвали Interscatter (inter переводится как "меж, между"). Благодаря ей такие устройства, как беспроводная гарнитура, становятся как источниками, так и приёмниками отражённого сигнала.

Инженеры продемонстрировали работоспособность своего решения на примере Bluetooth-передачи от "умных" часов к "умной" контактной линзе с антенной. Часы с помощью специально созданного приложения сначала отправляют сигнал ("чистый лист"), на который можно записать нужную информацию (например, данные о сахаре крови пациента ). Линза получает такой сигнал и отражает его, немного видоизменив. Часы затем считывают его в виде стандартного Wi-Fi-пакета и преобразуют в информацию для приложения, которое показывает больному конкретные данные здесь и сейчас или же подаёт сигнал о необходимости принять лекарство или сделать укол.

Учёные также решили проблему, которая возникает при обратном рассеянии сигнала, а именно появление "зеркальной" копии сигнала, которая создаёт помехи другим источникам и приёмникам Wi-Fi, а также занимает используемую частоту. Команде Таллы удалось избавиться от этих нежелательных "побочных продуктов".

Позднее инженеры США показали, что столь же успешно взаимодействуют между собой смартфон и имплантируемое устройство, записывающее активность нейронов в мозге.

Как поясняет глава научной группы доцент Джошуа Смит ( Joshua Smith ), технология Interscatter позволяет увеличить срок службы батареи внедряемого в организм медицинского устройства и вместе с тем не лишает его возможности использовать сигналы Wi-Fi для "общения" с другими гаджетами (при этом потребляемая мощность не превышает нескольких десятков микроваттов).

Что касается других применений технологии, то учёные показали, что с помощью Interscatter могут "поговорить" между собой и "умные" банковские карточки. Прототип такой системы использовал Bluetooth-сигнал от смартфона. Приложение позволит пользователю, например, делить оплату счёта между несколькими кредитками без дополнительных действий с его стороны.

Технология, придуманная американскими инженерами, подробно описана в статье , которая была опубликована по итогам их выступления на конференции SIGCOMM 2016 в Бразилии.

 

 
По теме
Выпускники первого потока Школы социального проектирования и предпринимательства Центра компетенций строительной отрасли и ЖКХ, студенты Института гидротехнического и энергетического строительства,
Основы безопасности – это одна из ключевых областей знаний, которые необходимо усваивать с детства, чтобы быть готовым к действиям в чрезвычайных ситуациях.
ГУ МЧС России по г. Москве
Счет шел на секунда: как врачи спасали жизни пострадавших в теракте в «Крокусе» - Вечерняя Москва Заместитель главного врача по медчасти НИИ скорой помощи им. Склифосовского Артем Саприн во флагманском центре, куда доставили многих пострадавших в результате теракта в «Крокус Сити Холле».
Вечерняя Москва
Как молиться о жертвах теракта - Звездный бульвар Фото: Александр Авилов, АГН "Москва" Первая реакция человека, узнавшего о трагедии в «Крокус Сити Холл» — что-то сделать.
Звездный бульвар
Спасатель-доброволец из Новогиреево разбирал завалы после теракта в «Крокусе» - Восточный округ Первые шаги как волонтёр Турсун сделал во время пандемии. Фото: Григорий Матвеев Житель Братской улицы 43-летний Турсун Коенов почти два года состоит в отряде спасателей-добровольцев «СпасРезерв».
Восточный округ
В Москве завершаются монтажные работы нового корпуса больницы святого Владимира - M24.Ru Фото: комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы Специалисты завершают монтаж фасадов и архитектурных элементов нового корпуса детской городской клинической больницы святого Владимира,
M24.Ru