کنترل “ایمپلنت مغزی” توسط میدان‌های مغناطیسی

کنترل “ایمپلنت مغزی” توسط میدان‌های مغناطیسی

کنترل “ایمپلنت مغزی” توسط میدان‌های مغناطیسی 733 403 نوفن حامی البرز

کنترل "ایمپلنت مغزی" توسط میدان‌های مغناطیسی

 

کنترل “ایمپلنت مغزی” کاشت یا ایمپلنت‌های عصبی ممکن است گزینه‌های درمانی مناسبی برای بسیاری از بیماری‌ها از جمله بیماری پارکینسون و صرع باشند؛ اما یکی از نکاتی که باید ذکر کرد، این است که چنین دستگاه‌هایی می‌بایست برای مدت زمان طولانی در شرایط سخت در جمجمه کار کنند و یکی از چالش‌هایی که پزشکان با آن رو به رو هستند مسئله تامین نیروی این ایمپلنت‌ها است و مشکل دیگر آنها نیز برقراری ارتباط با این ایمپلنت‌ها برای کنترل عملکرد آنها است.

در حال حاضر این کار به طور معمول با استفاده از سیم‌ها انجام می‌شود، اما سیم‌هایی که از بافت‌ها عبور می‌کنند و به بیرون نفوذ می‌کنند، به دلایل مختلف بسیار مشکل‌ساز هستند (کنترل “ایمپلنت مغزی” توسط میدان‌های مغناطیسی).   اکنون مهندسان “دانشگاه رایس” (Rice University) به تازگی از کنترل “ایمپلنت مغزی” رونمایی کرده‌اند که نیروی آن توسط یک میدان مغناطیسی خارجی می‌تواند تامین شود. این فناوری که در “کنفرانس بین‌المللی مدارهای حالت جامد در سانفرانسیسکو” (International Solid-State Circuits Conference in San Francisco) ارائه شده است، ممکن است بر برخی از آزاردهنده‌ترین و محدودکننده‌ترین جنبه‌های واسط‌های مغز و رایانه موجود، محرک‌ها و سایر کاشت‌های عصبی غلبه کند.

کنترل “ایمپلنت مغزی” توسط میدان‌های مغناطیسی

واسط مغز و رایانه از مجموعه‌ای از حسگرها و اجزای پردازش سیگنال تشکیل می‌شود که فعالیت مغزی فرد را مستقیماً به یک‌سری سیگنال‌های ارتباطی یا کنترلی تبدیل می‌کند. در این سامانه ابتدا باید امواج مغزی را با استفاده از دستگاه‌های ثبت امواج مغزی ثبت کرد که معمولاً به دلیل دقت زمانی بالا و ارزان بودن و همچنین استفاده آسان، از الکتروانسفالوگرافی برای ثبت امواج مغزی استفاده می‌شود. الکترودهای الکتروانسفالوگرافی در سطح پوست سر قرار می‌گیرند و میدان الکتریکی حاصل از فعالیت نورون‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. در مرحله بعد این امواج بررسی شده و ویژگی‌های موردنظر استخراج می‌شود و از روی این ویژگی‌ها می‌توان حدس زد که کاربر چه فعالیتی را در نظر دارد (کنترل “ایمپلنت مغزی” توسط میدان‌های مغناطیسی).

“کایوان یانگ” (Kaiyuan Yang) یکی از توسعه‌دهندگان دستگاه مذکور در بیانیه مطبوعاتی دانشگاه رایس، گفت: دانشمندان برای نخستین بار موفق به استفاده از یک میدان مغناطیسی برای تامین نیروی ایمپلنت و همچنین برنامه‌ریزی کاشت شده‌اند. با ادغام مبدل‌های مگنوالکتریک با فناوری‌های سی‌ماس یا نیم‌رسانای اکسید-فلز مُکمِّل (Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS) ما یک پلتفرم بیوالکتریک برای بسیاری از برنامه‌ها فراهم می‌کنیم. سی‌ماس برای کارهای پردازش سیگنال قدرتمند، کارآمد و ارزان است.

دستگاه جدید، “مگ نی” (MagNI) نام دارد و مخفف کلمه “کاشت عصبی مگنوالکتریک” است. این دستگاه از مبدل‌های مگنوالکتریک برای تبدیل یک میدان مغناطیسی به سرعت در حال تغییر به یک جریان الکتریکی استفاده می‌کند. از این رو می‌توان از کمربند یا وسیله دیگری که به بدن در نزدیکی محل قرارگیری ایمپلنت قرار می‌گیرد، برای تامین نیرو استفاده کرد.

سی‌ماس یا نیم‌رسانای اکسید-فلز مُکمِّل (Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS) نوعی فرایند ساخت ماس‌فِت است که از ماس‌فِت‌های مکمل و قرینه نوع-N و نوع-P برای ساخت درگاه‌های منطقی استفاده می‌شود. ماس‌فِت یا ترانزیستور اثرِ میدانیِ نیمه‌رسانای اکسید-فلز (metal–oxide semiconductor field effect transistor ٫ MOSFET) معروف‌ترین ترانزیستور اثر میدان در مدارهای الکترونیک آنالوگ و دیجیتال است. اصطلاح اکسید-فلز را نباید به اشتباه اکسیدِ فلز خواند. دلیل این نام‌گذاری این است که در ساختمان این ترانزیستور، یک لایه اکسیدِ سیلیسیوم (SiO2) در زیر اتصال فلزیِ پایه گِیت قرار گرفته است.

مزیت استفاده از میدان‌های مغناطیسی برای تامین انرژی و کنترل ایمپلنت این است که به عنوان مثال آنها باعث گرم شدن بافت‌ها به اندازه اشعه نوری یا اتصال القایی نمی‌شوند. در مقایسه با امواج فراصوت، سیگنال‌های این دستگاه بسیار بهتر است و بنابراین می‌توان از آن برای برنامه‌ریزی یک دستگاه کاشته شده در اعماق بدن استفاده کرد. این دستگاه از سه قسمت ساخته شده است؛ بخش اول شامل یک قطعه مگنوالکتریک است که طی آن مغناطیس به برق تبدیل می‌شود و بخش دوم تراشه سیماس و بخش سوم نیز یک خازن ذخیره انرژی الکتریکی است.

در حال حاضر از این دستگاه در یک آزمایشگاه برای تحریک حیوان ” Hydra vulgaris ” (یک حیوان شبیه به اختاپوس) استفاده کرده‌اند.

یک شرکت فرانسوی، نوعی دوربین سه‌بعدی ارائه داده است که می‌تواند اجسام متحرک را از فاصله صدها متر مورد بررسی قرار دهد و ترکیب‌ سازنده آنها را ارزیابی کند.

یک شرکت فرانسوی موسوم به “اوت‌سایت”(Outsight) موفق شده جایزه معتبر موسوم به “PRISM Award” را برای فناوری دوربین سه‌بعدی خود دریافت کند و این جایزه که توسط متخصصان حوزه لیزر و فناوری نوری به اوت‌سایت اهدا شده، به جوایزی که این شرکت در نمایشگاه “CES 2020” موفق به کسب آن شده، اضافه می‌شود.

فناوری موسوم به “دوربین سمنتیک”(semantic camera) این شرکت، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. دوربین‌های سمنتیک که می‌توانند ترکیب‌بندی اجسام گوناگون را از هم تفکیک کنند، نقش مهمی در کاربردهای رباتیک و به خصوص خودروهای خودران در آینده دارند. کاربردهای این فناوری، ماشین‌های تحت کنترل انسان، تجهیزات معدن‌کاری و هلیکوپترها را شامل می‌شوند.

“راول براوو”(Raul Bravo)، از بنیانگذاران اوت‌سایت گفت: دوربین سمنتیک سه‌بعدی ما نه تنها می‌تواند بر مشکلات ایمنی رانندگی غلبه کند، بلکه ارزش منحصر به فردی به حوزه‌هایی مانند مدیریت زیرساخت بدهد. ما با ارائه اطلاعاتی که حقیقت جهان را نشان می‌دهند، قانع شدیم که باید جهانی از کاربردهای جدید آغاز شود و این تنها آغاز کار است.

این دوربین می‌تواند به ماشین‌ها در بررسی و درک دقیق محیط از فاصله صدها متر کمک کند و ترکیب سازنده اشیا را تشخیص دهد. این فناوری می‌تواند در شناسایی و ردیابی اجسام متحرک به کار برود و برای استفاده در وسایل نقلیه خودران نیز کارآمد باشد.

فناوری جدید اوت‌سایت، لیزری با قدرت پایین است که در یک ابزار خودکار جای می‌گیرد و می‌تواند به بررسی محیط اطراف بپردازد و ترکیب شیمیایی اجسام را ثبت کند. این نوع درک محیط، به ماشین‌ها کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری را در موقعیت‌های ضروری بگیرند.

 

منبع: ایرنا

دیگر اخبار مرتبط با نوآوری:

  پژوهشگران دانشگاه سیتی (City university) در هنگ کنگ ماسک نانو ساختند که قادر است ویروس کرونا را در مدت ۱۰ دقیقه از بین ببرد.یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر یه روکان (Ye Ruquan) در دانشگاه سیتی هنگ کنگ روش جدیدی برای ساخت ماسک نانو گرافنی ضدباکتری به سرعت و با هزینه مناسب ارایه کرده است، این ماسک‌ها توانایی مبارزه با ویروس‌ها را نیز دارند. ماسک‌های جراحی که معمولاً استفاده می‌شوند ضدباکتری نیستند بنابراین، عوامل بیماری‌زا می‌توانند به مدت طولانی
بهبود زخم پای دیابتی با کفی هوشمند بهبود زخم پای دیابتی با کفی هوشمند: محققان انستیتوی فناوری استیونس واقع در نیوجرسی آمریکا، کفی هوشمندی را ساختند که مانع ایجاد زخم در پای افراد مبتلا به دیابت می‌شود.حس اندام‌ها در بیماران مبتلا به دیابت دچار اختلال می‌شود و به همین علت بیماران دیابتی در برابر زخم‌های احتمالی پا آسیب‌پذیر هستند. درمان چنین زخم‌ بسیار دشوار است و ممکن است این زخم‌ها منجر به قطع عضو بیمار شوند. اما کفی هوشمند جدید
لنزهایی ۲۰ برابر باریک‌تر از موی انسان لنزهایی ۲۰ برابر باریک‌تر از موی انسان: پژوهشگران آمریکایی، نوعی لنز برای دوربین تلفن همراه ابداع کرده‌اند که ضخامت آنها ۲۰ برابر کمتر از موی انسان است. پژوهشگران مهندسی الکترونیک و رایانه "دانشگاه یوتا"(UofU) در آمریکا نوع جدیدی از لنزهای نوری را ابداع کرده‌اند که بسیار باریک‌تر و سبک‌تر از لنزهای معمولی تلفن‌های همراه است و قابلیت تصویربرداری در شب را نیز دارد. این لنزها تحول چشمگیری در تلفن‌های همراه ایجاد خواهند کرد
  اگر بستن بند کفش‌هایتان برایتان کار آسانی نبوده نگران نباشید چرا که شرکت آمریکایی"نایک"(Nike) با همکاری گوگل برای حل این مشکل با یک ایده نوین دیگر آمده است و به شما اجازه می‌دهد بند کفش خود را با فرمان صوتی ببندید. کفش‌های کتانی بسکتبال "Adapt BB" طراحی این شرکت مجهز به یک سیستم بستن بند هستند که با فشار دادن یک دکمه روی کفش فعال می‌شوند، اما اکنون دستیار صوتی گوگل می‌تواند این کار را برای کاربران انجام دهد.
  هواپیمایی انگلیس قصد دارد برای تسهیل جابجایی معلولان از ویلچرهای برقی خودران استفاده کند و این کار را در فرودگاه جان اف کندی آغاز کرده است. افراد معلول با نشستن بر روی این ویلچرها می‌توانند بدون نیاز به مساعدت افراد دیگر به طور خودکار به سمت گیت های پرواز حرکت کنند. در صورت ثمربخش بودن ارائه این خدمات در فرودگاه جان اف کندی، دامنه این کار به دیگر فرودگاه‌ها تسری می‌یابد و ویلچرهای یادشده از فناوری شناسایی موانع برخوردار
  منابع خبری از تولید خودروی برقی جدید شرکت اپل با باتری منحصر به فرد در سال ۲۰۲۴ خبر داده‌اند. این کار در راستای پیشبرد طرح تایتان این شرکت انجام می‌شود. اپل بی سروصدا در تلاش برای تولید خودروی برقی خودران است، اما هنوز جزئیات زیادی در این زمینه اعلام نشده است و گفته می‌شود اپل تا چهار سال دیگر این محصول را به بازار می‌فرستد. طراحی باتری این خودرو کاملاً منحصر به فرد بوده و گفته می‌شود ظرفیت شارژ
  محققان موفق به ساخت یک خودکار جدید شده‌اند که پوشش پلاستیکی خاص آن قادر است ویروس‌ها را از بین ببرد و دستور العمل پوشش پلاستیکی ویروس کش این قلم یک راز تجاری است. به نظر می‌رسد که یک دستگاه مفید که استفاده روزانه دارد و شاید در این روزها همه منتظر آن بودیم، از راه رسیده است. این قلم در واقع یک خودکار خود تمیز شونده است که توسط شرکت آلمانی "مسمر"(Messmer) ساخته شده است. پوشش پلاستیکی قلم "مسمر"
  محققان اکادمی علوم چین با استفاده از نوعی هیدروژل سازگار با محیط زیست نمونه اولیه‌ای از یک لنز هوشمند را ساختند که قادر است دو عارضه خشکی و افزایش فشار داخلی چشم را تشخیص دهد و با تغییر رنگ، وجود این عوارض را به کاربر اعلام کند.هیدروژل مورد استفاده در این فناوری از نوعی پلیمر موسوم به pHEMA ساخته شده است. این پلیمر در حالت طبیعی به رنگ قرمز است، اما هنگامی که درون چشم قرار می‌گیرد، نانوساختار آن
  آیفون تصویری که اتفاقات قبل از زدن زنگ را نشان می‌دهد همراه با چند خوشامدگویی جدید، امکان نمایش اتفاقات قبل از فشردن زنگ درب در سری 3 از زنگ یا آیفون تصویری "دوربل"(Doorbell) ساخت شرکت "رینگ"(Ring) فراهم خواهد شد. شرکت "رینگ"(Ring) که متعلق به شرکت آمازون است، برنامه‌های خود را برای سری جدید آیفون‌های تصویری را اعلام کرده است. سری جدید آیفون تصویری این شرکت موسوم به "سری 3" نوید چند ارتقای قابل توجه را می‌دهد (آیفون تصویری که
شهر هوشمند و روشنایی معابر شهری شهر هوشمند و روشنایی معابر شهری: شرکت سیمسون لایتینگ «CIMCON Lighting» که از پیشگامان جهانی ایده شهر هوشمند در حوزه مدیریت روشنایی در فضاهای شهری محسوب می‌شود، در ادامه فعالیت‌های گسترده ثبت اختراع خود موفق به دریافت گواهی ثبت اختراع جدیدی شده است. فناوری پتنت شده سیمسون، توسعه و تقویت پلتفرم انحصاری این شرکت تحت عنوان «NearSky» را به دنبال خواهد داشت که این پلتفرم، شامل سیستم‌های پردازش منحصربه‌فردی بوده که برای برقراری ارتباط
  رباتی برای درک بهتر اختلال وسواس پژوهشگران "دانشگاه هرتفوردشر" (University of Hertfordshire) انگلیس در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه رباتی شده‌اند که می‌تواند به آن‌ها در درک بهتر "اختلال وسواس فکری-عملی" (OCD) کمک کند. رباتی برای درک بهتر اختلال وسواس پژوهشگران اخیرا رباتی طراحی کرده‌اند که از رفتار افرادی که دارای اختلال وسواس فکری (OCD) هستند، تقلید می‌کند و می‌تواند به پژوهشگران در درک آنچه باعث ایجاد این اختلال می‌شود، کمک کند و حتی نحوه درمان این بیماری را
  شرکت "اپل" پتنت جدیدی را برای یک لپ‌تاپ تاشو به ثبت رساند که لولای آن می‌تواند مانند ورقه‌های کاغذ خم شود. در پتنت این لپ‌تاپ تاشو آمده که می‌تواند از یک تکه ماده تشکیل شود. لولا لپ‌تاپ هم مسطح بوده و بر خلاف طراحی خشن همه لپ‌تاپ‌ها می‌تواند به آرامی خم شود. این طراحی جدید با قرارگیری لایه‌های قابل خم شدن و نازک امکان‌پذیر می‌شود. هر کدام از این لایه‌ها می‌توانند اتصالات بین اجزاء موجود در دو طرف لپ‌تاپ