Pomiary w światłowodowych systemach transmisji informacji. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Nowoczesne światłowodowe systemy transmisji charakteryzują się dużymi prędkościami i możliwościami szerokopasmowymi, stabilnością i niezawodnością oraz wysokim stopniem niezawodności transmisji informacji. Aby spełnić te cechy, wszystkie ich elementy muszą funkcjonować w ściśle określonych granicach technicznych. Jak jednak sterować licznymi parametrami kabla optycznego, nici optycznych, w którym nośnikiem informacji jest przepływ fotonów, a nie elektronów, jak w elektrycznych liniach komunikacyjnych? Tutaj tradycyjne urządzenia pomiarowe nie są odpowiednie. W opublikowanym artykule opisano metody i przyrządy stosowane do pomiaru i monitorowania parametrów takich linii komunikacyjnych.

W przypadku światłowodowego systemu transmisji (FOTS), jak każdego systemu kablowego (na kablach koncentrycznych lub symetrycznych), istnieją ogólne parametry, które należy zmierzyć podczas budowy, rozruchu, testów certyfikacyjnych i rozruchowych, a także podczas eksploatacji. praca profilaktyczna. Jednocześnie FOSP ma istotne cechy ze względu na fakt, że nośnikiem informacji jest strumień fotonów.

Do pracy w zakresie optycznym wykorzystywane są optyczne generatory kwantowe (lasery) generujące promieniowanie spójne, fotodetektory kwantowe (fotodiody i fototranzystory), sam światłowód oraz szereg innych elementów. Stworzyli nie tylko urządzenia końcowe dla VOSP, ale także przyrządy pomiarowe. W FOSP należy zmierzyć następujące ogólne parametry:

1) średnia względna moc promieniowania optycznego wprowadzanego do linii, w dBm (dB w odniesieniu do 1 mW);

2) tłumienie sygnału optycznego w linii w dB;

3) czułość systemu przesyłowego w dBm dla zadanego poziomu błędu w torze transmisyjnym;

4) długość fali promieniowania optycznego w mikronach lub nm;

5) szerokość linii widmowej promieniowania, nm;

6) dyspersja impulsu optycznego w torze optycznym, ps/nm*km.

Oprócz pomiaru tych parametrów, system kontroluje automatyczne wyłączenie lasera w razie wypadku (np. przerwa w kablu optycznym), a także częstotliwość i czas jego chwilowego załączenia podczas testowania przywróconej linii .

Zmierzone charakterystyki elementów kwantowych i optycznych FOSP mają również specyficzne cechy, zwłaszcza parametry emitera - lasera półprzewodnikowego: długość fali promieniowania liz (μm lub nm), szerokość linii widmowej Dl (nm), średnia moc promieniowania Po (mW) ) itp.

Ważna jest także znajomość parametrów fotodetektorów: zakres czułości widmowej fotodetektora (µm), czułość (A/W), wartość prądu ciemnego (nA), pojemność wewnętrzna fotodiody (pF), wielkość (średnica) fotodiody obszar światłoczuły (μm), wydajność kwantowa (h) .

W światłowodzie i kablu mierzone są następujące parametry: tłumienie kilometrowe OF lub OC wprowadzone na długości 1 km, w dB/km; dyspersja impulsu optycznego, ps/nm km; rodzaj profilu współczynnika załamania światła; średnica czynnika grzewczego z osłoną ochronną i, jeśli to konieczne, bez niej, w mikronach; dla wielomodowych OF - apertura numeryczna.

Parametry, które w tym artykule nazywane są uogólnionymi, są parametrami podstawowymi i podlegają pomiarom na różnych etapach projektowania, budowy i eksploatacji FOTS.

Pomiar średniej mocy optycznej Po. Do pomiaru tego parametru niezbędny jest czujnik czuły na promieniowanie optyczne w odpowiednim zakresie widmowym długości fal. W naszym przypadku są to trzy zakresy (zgodnie z przyjętą terminologią - trzy okna przezroczystości): I OP - Dl1=0,82...0,86 µm; II OP - Dl2=1,31...1,35 µm; III OP - Dl3=1,53...1,56 µm.

Do pomiaru średniej mocy promieniowania optycznego wykorzystuje się specjalnie zaprojektowane do tego celu fotodiody. Do urządzenia można podłączyć światłowody zarówno jednomodowe, jak i wielomodowe, których średnica może sięgać nawet 500 mikronów. Pomiar mocy optycznej za pomocą fotodiody opiera się na stosunku fotoprądu I PD wywołanego promieniowaniem optycznym, który jest proporcjonalny do średniej mocy promieniowania optycznego i odwrotnie proporcjonalny do długości fali. Odpowiednio, skala miernika mocy jest wyskalowana w miliwatach (mW) lub dBm dla odpowiedniego okna przezroczystości.

Obecnie mierniki średniej mocy optycznej produkowane są przez przemysł krajowy oraz szereg firm zagranicznych. Prawie wszystkie takie urządzenia mają niewielkie rozmiary, wagę, własne zasilanie i mogą być stosowane zarówno w warunkach laboratoryjnych lub fabrycznych, jak i podczas budowy, rozruchu, a także podczas eksploatacji VOSP. Tablica przyrządów wykonana jest w oparciu o wskaźniki cyfrowe, najczęściej ciekłokrystaliczne. Posiadają przełączniki zakresów pomiarowych dla trzech okien przezroczystości - 0,85 µm, 1,3 µm i 1,55 µm, przełączniki kalibracji mW/dBm oraz tarczę zera. Mierzone promieniowanie optyczne dostarczane jest za pomocą światłowodu zakończonego złączem optycznym (najczęściej typu FC lub PC), dla którego gniazda (gniazda) złącza optycznego instalowane są na jednej z bocznych ścianek urządzeń.

Parametry optyczne, wymiary, masę i warunki pracy urządzeń przedstawiono w tabeli, a ogólny widok niektórych z nich pokazano na rys. 1 i 2.

(kliknij, aby powiększyć)

Pomiar tłumienia w porządku i w linii. Tłumienie (lub strata) energii sygnału optycznego w światłowodzie (OF) i kablu optycznym (OC) jest spowodowane absorpcją, rozpraszaniem światła na lokalnych niejednorodnościach i (molekularnym) rozpraszaniem światła Rayleigha na cząsteczkach materiału. Dodatkowo, przy podwyższonych poziomach mocy wprowadzanej do OF (powyżej 13 dBm), do czynników determinujących straty dodawane są zjawiska fizyczne takie jak np. tzw. wymuszone rozpraszanie Ramana.

Tłumienie spowodowane absorpcją spowodowane wadami materiałowymi stało się tak małe, że trudno je zmierzyć, a gdy moc sygnału optycznego jest mniejsza niż 10 mW, straty w światłowodzie są określane głównie na podstawie rozpraszania Rayleigha. Ten typ rozpraszania występuje na cząsteczkach kwarcu SiO2. Jego moc jest odwrotnie proporcjonalna do czwartej potęgi długości fali, tj. wraz ze wzrostem długości fali straty te szybko maleją.

Dodatkowe straty występują w OK podczas łączenia odcinków konstrukcyjnych. Pojawiają się na lokalnych nierównościach, miejscach spawania lub sklejania końcówek światłowodów. Do niejednorodności lokalnych zaliczają się także płaskie końcówki na końcach światłowodu, od których energia odbija się w kierunku przeciwnym (wewnętrznym). W przypadku kwarcu OF straty te wynoszą około 4% (lub -14 dB) mocy padającej.

Istnieje kilka metod pomiaru tłumienia promieniowania optycznego podczas jego propagacji w światłowodzie: dwupunktowa, podstawieniowa, rozpraszanie wsteczne Rayleigha w dziedzinie czasu, ekstrakcja światłowodu.

Spośród wymienionych metod najprostszy i najbardziej niezawodny, stosowany w budowie, uruchomieniu i eksploatacji, jest dwupunktowy. Ona z kolei dzieli się na trzy odmiany: metodę zerwania, metodę niełamania i metodę kalibrowanego rozpraszania.

Najpowszechniej stosowaną metodą w praktyce budowlanej i badawczej jest metoda łamania włókien. Promieniowanie optyczne wprowadzane jest na wejściowy koniec światłowodu (który musi być płaski i prostopadły do ​​osi światłowodu). W tym przypadku źródło promieniowania i koniec wejściowy OF są sztywno zamocowane, tak aby podczas pomiarów nie zostały naruszone warunki wprowadzenia energii do OF. Przyjmowany jest OB o znanej długości L0. Koniec wyjściowy jest włożony do jednostki odbiorczej licznika i jest w nim sztywno zamocowany. Następnie mierzy się moc optyczną P1 wychodzącą z wyjściowego końca światłowodu. Wartość ta jest rejestrowana. Następnie włókno o długości L1 oddziela się od OB metodami rozszczepiania. Koniec wyjściowy pozostałego włókna o długości L2 = L0-L1 musi być również płaski i prostopadły do ​​osi OB, którą kontroluje się pod specjalnym mikroskopem. Jeśli jakość końcówki wyjściowej jest niezadowalająca, włókno jest ponownie rozcinane i sprawdzane. Po otrzymaniu końcówki o wymaganej jakości jest ona ponownie wkładana do jednostki odbiorczej miernika mocy optycznej i rejestrowana jest moc optyczna P2. W ten sposób wyznaczane są wartości mocy optycznej P1 na wyjściu światłowodu o długości L1 i na jego wejściu P2. Tłumienie we włóknie o długości L1 określa się wzorem k=P2/P1 (razy) lub a=10lgP2/P1 (dB).

Zaletą tej metody jest to, że nie wymaga ona specjalnych przyrządów, ponieważ do jej realizacji nadają się dowolne standardowe urządzenia rejestrujące. Ale ta metoda ma również istotną wadę: jest typem „niszczącym” i ma niską wydajność.

W praktyce częściej stosuje się drugi rodzaj metody dwupunktowej – pomiar nieniszczący. W tej metodzie źródło promieniowania optycznego o zadanej długości fali zasilane jest wyjściowym kablem optycznym jednowłóknowym, którego koniec osadza się w złączu optycznym. Ponieważ współczesne światłowody i złącza optyczne mają bardzo małe różnice w parametrach geometrycznych i optycznych, zmiana wartości tłumienia przy podłączaniu jednego złącza optycznego do drugiego nie przekracza 0,1 dB. Z powyższego wynika, że ​​pomiary tłumienia przy 0V lub OK, wykonane według poniższego schematu, są prawidłowe. Do złącza wyjściowego emitera podłącza się miernik mocy optycznej i rejestruje odbierane dane. Następnie złącze wyjściowe podłącza się do końcówki wejściowej 0 V (będącej integralną częścią OK), również osadzonej w OR, a do jego końcówki wyjściowej podłącza się miernik mocy. Na podstawie zmierzonej wartości mocy oblicza się tłumienie, korzystając z powyższego wzoru.

Aby zmierzyć tłumienie za pomocą opisanej metody, przemysł produkuje testery optyczne. Urządzenia takie zawierają w jednej obudowie stabilne, skalibrowane źródło promieniowania i miernik mocy optycznej. Niektóre firmy produkują testery optyczne składające się z dwóch oddzielnych bloków - emitera i miernika mocy. Tester optyczny, składający się z dwóch oddzielnych bloków, w niektórych przypadkach okazuje się wygodniejszy, ponieważ pozwala na pomiary na różnych końcach linii. Obydwa typy testerów produkowane są m.in. przez firmę SIMENS. Do drugiego typu testerów zaliczają się urządzenia domowe typu Almaz. Urządzenie to umożliwia pomiar mocy sygnału optycznego oraz tłumienia w OK przy jednej z pięciu długości fali: 850, 1310, 1540, 1550 i 1560 nm. Zakres mierzonych wartości wynosi -50...+3 dB z błędem bezwzględnym nie przekraczającym +0,2 dB.

Najpowszechniej stosowaną metodą oceny poziomu tłumienia we współczesnych łączach światłowodowych jest metoda reflektometryczna, bazująca na pomiarze rozproszenia wstecznego Rayleigha w dziedzinie czasu. W tym celu do światłowodu wprowadza się okresową sekwencję impulsów optycznych o czasie trwania t i okresie powtarzania Ti. Impulsy energii powrócą na koniec wejściowy. Ich amplituda jest proporcjonalna do mocy impulsów optycznych oddalonych od impulsu wejściowego (odniesienia) o czas równy czasowi przemieszczania się impulsu w kierunku do przodu i do tyłu. Jeśli spojrzymy na te sygnały na ekranie oscyloskopu, zobaczymy pewną krzywą wypełnioną szumem, którego średnia wartość maleje wykładniczo w skali czasu. Taka krzywa nie pozwala na dokładne odczyty i jest niewygodna w użyciu. Jednakże okresowe powtarzanie krzywej umożliwia wielokrotną kumulację wyników, co pozwala uzyskać czystą linię tłumienia w zależności od długości mierzonego włókna. Ponieważ w technologii komunikacyjnej wszystkie względne parametry mierzone są w dB, krzywa ta jest logarytmowana w każdej ze współrzędnych pionowych, dzięki czemu przyjmuje postać nachylonej linii prostej. Opisaną zależność wartości tłumienia od długości światłowodu nazywa się reflektogramem optycznym.

Oczywiście na podstawie reflektogramu można określić nie tylko tłumienie, ale także długość światłowodu, odległość do lokalnych niejednorodności, w tym miejsce uszkodzenia 0 V.

Metoda reflektometryczna ma wiele zalet w porównaniu z innymi metodami pomiaru tłumienia: pomiar wykonywany jest na jednym końcu linii lub na jednym końcu kabla optycznego lub światłowodu; efektywność; możliwość określenia długości 0B lub OK, lokalizacji lokalnej niejednorodności (np. pęknięcie 0B lub zagięcie o małym promieniu); możliwość stałego monitorowania całej trasy i jej diagnozowania.

Reflektometry optyczne (rys. 3 i 4) produkowane są przez różne firmy na całym świecie (tab. 2).

Pomiar czułości nowoczesnych systemów przesyłowych. Głównym parametrem decydującym o jakości transmisji jest prawdopodobieństwo wystąpienia błędu podczas przesyłania informacji cyfrowej. Obecnie normą jest prawdopodobieństwo błędu dla danej liczby przesyłanych symboli (zer i jedynek) równe 10-9...10-12 (w zależności od prędkości transmisji). Przez czułość cyfrowego systemu transmisji rozumie się minimalną moc sygnału w momencie odbioru, przy której nadal występuje określone prawdopodobieństwo błędu. W przypadku światłowodowych systemów transmisyjnych pomiary czułości wykonuje się za pomocą optycznych tłumików zmiennych. Działają według następującego schematu (ryc. 5).

Pseudolosowa sekwencja sygnału cyfrowego w kodzie odpowiadającym temu, co jest przesyłane linią rzeczywistą, jest podawana na wejście elektryczne grupowego sygnału cyfrowego urządzenia STM z miernika poziomu błędów (ER). W urządzeniach STM sygnał ten przetwarzany jest na sygnał cyfrowy, który jest doprowadzany do złącza optycznego jednostki transmisyjnej.Do tego wyjścia wejście optycznego zmiennokalibrowanego tłumika (ATT) jest podłączone za pomocą jednowłóknowego kabla optycznego (OC ), którego wyjście jest również połączone kablem optycznym z jednostką odbiorczą sygnału optycznego STM. Z wyjścia elektrycznego toru odbiorczego odebrany sygnał cyfrowy jest podłączony do wejścia PPI.

Przed rozpoczęciem pomiarów miernikiem mocy optycznej na wejściu toru odbiorczego ustala się maksymalny dopuszczalny poziom mocy optycznej dla danego typu sprzętu STM. Odbywa się to poprzez zmniejszenie tłumienia wprowadzanego do linii przez tłumik o zmiennej kalibracji. Jednocześnie rejestrowane są odczyty ATT. Następnie kabel liniowy odłączamy od miernika mocy MI i podłączamy do wejścia optycznego toru odbiorczego STM. Po zmierzeniu w tym trybie współczynnika błędu, którego wynik jest zapisywany, tłumik ATT wprowadza do toru optycznego tłumik do momentu, aż współczynnik błędu (zwany także prawdopodobieństwem błędu) wzrośnie do wartości Posh>10-9 (10-10 Następnie liniowy kabel optyczny jest odłączany od wejścia optycznego toru odbiorczego STM i ponownie podłączany do miernika mocy MI. Moc ta będzie wartością określającą czułość układu. Zapamiętywana jest również wielkość tłumienia wprowadzonego przez ATT do ścieżki optycznej.

Przemysł produkuje zmiennokalibrowane tłumiki do pomiarów na liniach światłowodowych. Jako przykład można wymienić zmienny tłumik optyczny typu OLA-15 E-0004 firmy HEWLET PACKARD. Tłumik tego typu może wprowadzić tłumienie do łącza światłowodowego od -3 do -60 dB. Wartość tłumienia jest wyświetlana cyfrowo. Tłumienie w określonym zakresie zmienia się płynnie w krokach co 0,1 dB.

Przemysł krajowy produkuje również takie tłumiki, na przykład typ NTGV243. Zakres tłumienia, jaki wprowadza, wynosi od -1 do -45 dB. Odczyt jest noniuszem.

Pomiar długości fali i pasma widmowego promieniowania optycznego. Wiadomo, że w strefowych i lokalnych sieciach światłowodowych stosuje się napięcie 0 V, głównie posiadające drugie okno przezroczystości, w sieciach dalekosiężnych - trzecie. W różnych systemach komunikacji światłowodowej można zastosować wzmacniacze światłowodowe o tej lub innej długości fali, które nie pokrywają się z danym oknem przezroczystości. Może to być przyczyną tego, że budowany lub naprawiany system nie będzie działał. Dlatego znaczenie pomiaru długości fali promieniowania jest jasne. Oprócz długości fali ważna jest również znajomość szerokości linii widmowej (tj. szerokości pasma promieniowania optycznego). Rozbieżność między różnymi odcinkami łącza światłowodowego w odniesieniu do tego parametru prowadzi do rozproszenia (tj. poszerzenia) impulsów optycznych podczas ich propagacji w linii optycznej. Niedopasowanie widmowe szerokości linii ma szczególnie duży wpływ na jakość pracy w systemach transmisyjnych STM-4, STM-16, STM-64 itp.

Pomiar długości fali promieniowania optycznego i szerokości linii widmowej odbywa się za pomocą specjalnego urządzenia - analizatora widma optycznego. Urządzenia te są produkowane masowo przez wiele firm zagranicznych, na przykład HEWLET PACKARD.

Rozproszenie impulsów optycznych mierzone jest również podczas produkcji i testów fabrycznych światłowodu i kabla optycznego. Przemysł produkuje także specjalne przyrządy do pomiaru rozproszenia impulsów optycznych w łączach światłowodowych. Do takich urządzeń należy na przykład urządzenie typu ID-3 produkowane przez Instytut Badań nad Przenikaniem Ciepła (Mińsk).

Tutaj wymieniono tylko kilka parametrów, które są mierzone w światłowodowych systemach komunikacyjnych, w praktyce mierzone są inne cechy, które są również nieodłącznie związane z konwencjonalnymi systemami komunikacji.

Autor: dr O. Sklyarov technika Nauki, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Mechaniczna ręka może wyczuć 14.10.2014 Dzięki nowej technologii osoba z protezą ręki może odróżnić, którego ze sztucznych palców dotyka przedmiotów. Oprócz poprawy wrażliwości naukowcy opracowali również wygodniejszy sposób mocowania sztucznych dłoni do ciała. Idealna proteza kończyny powinna mieć takie same właściwości jak prawdziwa kończyna – powinna się poruszać i czuć tak samo. Poczyniono znaczne postępy w zakresie mobilności sztucznych rąk i nóg, ale co z wrażliwością? Czujemy zimno, ciepło, długopis możemy odróżnić od papieru ściernego dzięki wielu specjalnym receptorom zlokalizowanym w skórze i połączonym z mózgiem. Czy w protezie można wykonać podobny system czułości? Dla twórców protez biomechanicznych jednym z głównych zadań było sprawienie, by sztuczna kończyna prawidłowo odczuwała nacisk mechaniczny. Na przykład, jeśli osoba chce wziąć szklankę sztuczną ręką, musi obliczyć siłę chwytu, aby jej nie zmiażdżyć, a do tego wystarczy dokładnie wyczuć nacisk szklanej powierzchni na palce i dłoń. Od prawie 40 lat trwają eksperymenty, w których neuronaukowcy próbują stworzyć zadowalające sprzężenie zwrotne między mózgiem a sztuczną ręką za pomocą elektronicznych czujników ciśnienia. Sukces osiągnięto jednak dopiero niedawno: Silvestro Micera (Silvestro Micera) z Federal Polytechnic School of Lousanne (Szwajcaria) i jego koledzy poinformowali w lutym na łamach Science Translational Medicine, że udało im się stworzyć rękę, która potrafi nie tylko delikatnie weź szklankę, ale i odróżnij dotykiem okrągły przedmiot od kwadratowego. Proteza biomechaniczna została wyposażona w czujniki, które szacowały nacisk ręki na przedmiot poprzez napięcie sztucznych ścięgien kontrolujących ruchy palców. Zgodnie z tym napięciem czujniki generowały sygnał elektryczny, ale w takiej postaci układ nerwowy go nie rozumiał, więc potrzebny był algorytm, który przekształci sygnał na język zrozumiały dla układu nerwowego. Przekonwertowany impuls przez elektrody wszedł do nerwów ocalałego ramienia. Ale kilka miesięcy później w Science Translational Medicine ukazał się kolejny artykuł, w którym grupa badaczy z Case Western Reserve University (USA) twierdzi, że udało im się stworzyć bardziej czułą protezę. Wykorzystali kilkanaście czujników ciśnienia, które zostały zamienione na impulsy elektryczne o różnej sile i czasie trwania. Impulsy te były przekazywane do nerwów przez trzy elektrody wszczepione pod skórę. Każda elektroda łączyła się tylko z jednym nerwem, ale było między nimi wiele punktów połączenia: w badaniu wzięły udział dwie osoby z amputowanymi rękami, jedna z nich miała nerw połączony z elektrodą dwudziestoma kontaktami, druga miała mniejszą liczbę. W rezultacie projektanci osiągnęli większą szczegółowość wrażeń: można było odróżnić, czego dokładnie dotyka powierzchni sztucznym małym palcem lub sztucznym kciukiem. Ponadto ochotnicy ze sztucznymi rękami potrafili odróżnić np. papier ścierny od gładkiej lub prążkowanej powierzchni, a jeśli ręka leżała jednocześnie na dwóch powierzchniach, osoba była w stanie powiedzieć, która część ręki co czuje. Mechaniczna ręka umożliwiła podniesienie jagody bez jej uszkadzania i rozsmarowanie pasty na szczoteczce do zębów - dość subtelne czynności, wymagające koordynacji doznań i przyłożonej siły. Wiarygodność wrażeń zależała od liczby „wejść” między elektrodą a nerwem, a także od dokładności komputerowych przekształceń sygnału. O ile wcześniej wrażenia z protezy ograniczały się do mniej lub bardziej silnego mrowienia, to teraz, dzięki projektowi stworzonemu przez Dustina Tylera (Dustin Tyler) i jego współpracowników, wrażenia biomechaniczne stały się bardziej realne.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Kopiowanie ludzkiego mózgu do chipa

▪ Jeśli dziecko znalazło broń

▪ Sonda Philae wylądowała na komecie Churyumov-Gerasimenko

▪ Trening siłowy zmniejsza ryzyko śmierci

▪ Probiotyki chronią przed depresją

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Cuda natury. Wybór artykułu

▪ artykuł Samochód wyścigowy Leningrad-2. Wskazówki dla modelarza

▪ artykuł Gdzie opatentowano koło na początku XXI wieku? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Tymianek pełzający. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Sygnalizator melodyczny na mikroukładach UMS. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Łotewskie przysłowia i powiedzenia. Duży wybór

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024