Implant serca zasilany falami radiowymi. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Implant serca zasilany RF

14.09.2012

Zespół inżynierów ze Stanforda zaprezentował miniaturowe urządzenie do implantacji serca, zasilane falami radiowymi zamiast bateriami. Urządzenie mierzy tylko około 0,8 mm i może zmieścić się na czubku igły.

Wyniki zostały opublikowane w Applied Physics Letters. Naukowcy zademonstrowali działanie urządzenia milimetrowego wszczepionego w klatkę piersiową na głębokość około pięciu cm bezpośrednio na powierzchnię ludzkiego serca. Do tej pory taką głębokość uważano za niedostępną dla fal radiowych. Inżynierowie uważają, że to dopiero pierwszy krok w produkcji implantów bezprzewodowych. Oprócz implantów serca mogą to być endoskopy, rozruszniki serca, stymulatory mózgu i inne urządzenia medyczne, w których małe rozmiary i moc mają kluczowe znaczenie.

Implanty zrewolucjonizowały w swoim czasie medycynę. Obecnie takie urządzenia – rozruszniki serca, implanty ślimakowe itp. – zapewniają odpowiednią jakość życia setkom tysięcy, jeśli nie milionom pacjentów. Ale w procesie projektowania tych urządzeń trzeba rozwiązywać złożone problemy inżynierskie. Wielkość składnika odżywczego i czas jego działania są krytyczne. Na przykład w rozruszniku serca bateria zajmuje do połowy jego całkowitej objętości. A gdy bateria się wyczerpie, osoba potrzebuje nowej operacji. Możliwość odbioru energii przez fale radiowe rozwiązuje oba te problemy.

Zgodnie z istniejącymi modelami matematycznymi założono, że fale o wysokiej częstotliwości nie wnikają zbyt głęboko w tkanki ludzkiego ciała. Z tego powodu do tej pory nie podejmowano prób stworzenia takich implantów – potrzebne byłyby nadajniki o niskiej częstotliwości, a co za tym idzie, duże anteny. Zbyt duże, by można je było wszczepić w ciało. Jednak zespół naukowców kierowany przez Adę Poon, profesor elektrotechniki na Uniwersytecie Stanforda, obalił ten pogląd.

Fale elektryczne bardzo szybko rozpraszają się w tkankach, ale fale radiowe przy odpowiednim doborze częstotliwości mogą przenikać na duże głębokości. Rewidując modele, Ada Poon i jej współautorzy wykazali, że w pewnym zakresie wysokich częstotliwości moc przesyłanej energii wzrasta około dziesięciokrotnie. Oznacza to, że anteny odbiorcze mogą być 10 razy mniejsze, co oznacza, że nie będzie już problemów z implantem ze względu na rozmiar. Jednocześnie optymalna częstotliwość, z jaką działa urządzenie, jest w stanie wyprodukować około 50 mikrowatów energii, co znacznie przekracza potrzeby istniejących rozruszników serca - 8 mikrowatów.

Twórcy złożyli wniosek o patent na konstrukcję bezprzewodowej anteny implantologicznej i planują kontynuować prace nad stworzeniem najbardziej wydajnych urządzeń spełniających standardy sanitarne określone przez IEEE.

<< Powrót: Alkohol utrudnia przeżycie tragedii 14.09.2012

>> Naprzód: Uzależnienie od Internetu jest ukryte w genach 13.09.2012

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Główny czynnik ryzyka uzależnienia od hazardu 07.05.2024

Gry komputerowe stają się coraz popularniejszą formą rozrywki wśród nastolatków, jednak istotnym problemem pozostaje związane z nimi ryzyko uzależnienia się od gier. Amerykańscy naukowcy przeprowadzili badanie, aby określić główne czynniki przyczyniające się do tego uzależnienia i zaproponować zalecenia dotyczące jego zapobiegania. W ciągu sześciu lat obserwowano 385 nastolatków, aby dowiedzieć się, jakie czynniki mogą predysponować ich do uzależnienia od hazardu. Wyniki wykazały, że 90% uczestników badania nie było zagrożonych uzależnieniem, a 10% uzależniło się od hazardu. Okazało się, że kluczowym czynnikiem powstawania uzależnienia od hazardu jest niski poziom zachowań prospołecznych. Nastolatki o niskim poziomie zachowań prospołecznych nie wykazują zainteresowania pomocą i wsparciem innych, co może prowadzić do utraty kontaktu ze światem rzeczywistym i pogłębienia się uzależnienia od rzeczywistości wirtualnej, jaką oferują gry komputerowe. Na podstawie tych wyników naukowcy ... >>

Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt 06.05.2024

Dźwięki, które otaczają nas we współczesnych miastach, stają się coraz bardziej przeszywające. Jednak niewiele osób myśli o tym, jak ten hałas wpływa na świat zwierząt, zwłaszcza na tak delikatne stworzenia, jak pisklęta, które nie wykluły się jeszcze z jaj. Najnowsze badania rzucają światło na tę kwestię, wskazując na poważne konsekwencje dla ich rozwoju i przetrwania. Naukowcy odkryli, że narażenie piskląt zebry rombowatej na hałas uliczny może spowodować poważne zakłócenia w ich rozwoju. Eksperymenty wykazały, że zanieczyszczenie hałasem może znacznie opóźnić wykluwanie się piskląt, a pisklęta, które się wykluwają, borykają się z szeregiem problemów zdrowotnych. Naukowcy odkryli również, że negatywne skutki zanieczyszczenia hałasem rozciągają się na dorosłe ptaki. Zmniejszone szanse na rozrodczość i zmniejszona płodność wskazują na długoterminowe skutki, jakie hałas drogowy wywiera na dziką przyrodę. Wyniki badania podkreślają taką potrzebę ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

168-rdzeniowy procesor – analog sieci neuronowej 09.02.2016

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) na Międzynarodowej Konferencji Solid State Circuits w San Francisco zademonstrowali swoje nowe rozwiązanie. Chodzi o procesor o nazwie Eyeriss. Ma dwie funkcje. Po pierwsze ma 168 rdzeni. Drugi - tworzony jest na zasadzie sieci neuronowych.

Dzięki specjalnie zaprojektowanej architekturze Eyeriss, według twórców, jest 10 razy wydajniejszy niż GPU przy budowaniu sieci neuronowych. To prawda, że naukowcy nie określili, z jakimi procesorami graficznymi porównują swoje dzieło.

Deweloperzy nie ujawniają specjalnych szczegółów, ale wciąż coś wiadomo. Procesor ma unikalną architekturę. Podczas jego rozwoju specjaliści MIT starali się stworzyć jak najwięcej samodzielnego rozwiązania. W rezultacie każdy rdzeń Eyeriss ma swoją własną pamięć. Podobno chodzi o pamięć podręczną. Jego objętość jest nieznana. Pozwala to procesorowi na rzadszy dostęp do dowolnej pamięci zewnętrznej do obliczeń, co znacznie zwiększa jego wydajność i faktycznie niweluje wszelkie opóźnienia.

Po drugie, każdy rdzeń jest w stanie komunikować się z sąsiednimi rdzeniami. Pozwala to, że tak powiem, zminimalizować opóźnienia samego procesora. Warto również zwrócić uwagę na specjalny blok do rozdzielania zadań między rdzeniami i pewnego rodzaju technologię kompresji danych przed wysłaniem do każdego rdzenia.

Na konferencji twórcy zademonstrowali sieć neuronową opartą na jednym takim procesorze, który zajmował się rozpoznawaniem obiektów. Warto zauważyć, że był to pierwszy raz, kiedy do takich zadań był zaangażowany tylko jeden procesor.

Ważnym czynnikiem jest niski pobór mocy Eyeriss. Nie podali dokładnych danych, ale powiedzieli, że rozwiązanie można zastosować w kompaktowych urządzeniach mobilnych. Generalnie taki procesor może być bardzo przydatny w samochodach niedalekiej przyszłości, zwłaszcza w pojazdach bezzałogowych.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

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