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:

  یک شرکت آمریکایی، نوعی پارچ آب هوشمند ارائه داده است که می‌تواند به صورت خودکار به پاکسازی آب بپردازد. یک شرکت آمریکایی موسوم به "LARQ"، یک پارچ آب ارائه داده است که می‌تواند آب را پاکسازی کند. این پارچ، یک فیلتر گیاهی دارد و با استفاده از پرتو فرابنفش، آب را تمیز می‌کند. "جاستین وانگ" (Justin Wang)، از بنیان‌گذاران LARQ گفت: این پارچ می‌تواند به پیشبرد ماموریت ما در کاهش استفاده از پلاستیک و ارائه سالم‌ترین گزینه آبرسانی به
تمرکز با عینک هوشمند تمرکز با عینک هوشمند: شرکت آمریکایی "ناربیس"(Narbis) اخیرا موفق به توسعه عینک‌هایی شده است که امواج مغزی کاربر را برای اندازه‌گیری میزان توجه وی شناسایی می‌کند و صفحه عینک هنگام نبود تمرکز کمی تاریک می‌شود تا کابران مجددا تمرکز خود را به دست آورند.   دستگاه‌های "نوار مغزی" یا "الکتروانسفالوگرافی"(EEG) فناوری‌های جالب و شگفت انگیز، اما با قابلیت‌های بسیار محدود. با این حال آنچه در آنها بسیار خوب است این موضوع است که می‌توانند ارزیابی کنند
  «ذبیح‌الله خداییان»، رئیس سازمان ثبت اسناد و املاک کشور که در جریان جلسه امروز شورای عالی قوه قضاییه از اقدامات این سازمان برای برخورد با کارکنان متخلف خبر داد و گفت: با همکاری مرکز حفاظت و اطلاعات قوه قضاییه، ۳۸ نفر از کارکنان خاطی سازمان و همچنین ۴ وکیل که اقدام به دلالی در حوزه مرکز مالکیت معنوی می‌کردند، دستگیر شده‌اند. «حجت‌الاسلام عبداللهی»، رئیس مرکز حفاظت و اطلاعات قوه قضاییه، در جریان جلسه امروز شورای عالی قوه قضاییه از
  شرکت "جول لبز"(Juul Labs)در حال تولید یک سیگار الکترونیکی است که با استفاده از یک اپلیکیشن افراد زیر ۲۱ سال را شناسایی می‌کند و هنگام استفاده این افراد، قفل می‌شود. شرکت "جول لبز" گفته سیگار الکترونیکی جدید این شرکت تنها برای استفاده افراد بالای ۲۱ سال قفل‌گشایی خواهد شد و بنا به گزارش‌های منتشر شده از سوی "وال‌استریت ژورنال"(The Wall Street Journal) این شرکت گفته که یک اپلیکیشن این سیگار الکترونیکی را قفل خواهد کرد و تنها زمانی قفل‌گشایی
با تولید یک پلیمر رسانای انعطاف‌پذیر و استفاده از آن در سلول خورشیدی آلی، منعطف‌ترین سلول خورشیدی جهان ساخته شد. این سلول خورشیدی را می‌توان تا ۴۰ درصد حالت اولیه کشید. با رشد سریع بازار ادوات الکترونیکی قابل پوشیدن، سلول‌های خورشیدی ارتجاعی که می‌توانند تحت فشار نیز کار کنند، به عنوان منبع انرژی مورد توجه قرار گرفته است. برای ساخت چنین سلول‌های خورشیدی، لازم است که لایه فعال نوری آن‌ها که نور را به برق تبدیل می‌کند، ضمن داشتن خاصیت
راه حلی برای نقاط کور خودروها با ایده دختر ۱۴ ساله راه حلی برای نقاط کور خودروها با ایده دختر ۱۴ ساله: دختری ۱۴ ساله در ایالت پنسیلوانیای آمریکا توانست راه حلی را برای غلبه بر مشکل وجود نقاط کور خطرناک در برخی خودروها بیابد که با ابداع این روش به مشاهده افراد و خودروهایی کمک می کند که معمولا در دو سوی چپ و راست خودرو و در برابر چارچوب فلزی آن قرار می گیرند و به همین علت توسط
  پژوهشگران دانشگاه‌های "هاروارد" و "ام.آی.تی" با همکاری "پردیس ثابتی" دانشمند ایرانی، فناوری جدیدی برای شناسایی کروناویروس ارائه داده‌اند که بر فناوری کریسپر مبتنی است و چندین تراشه را شامل می‌شود. پژوهشگران "دانشگاه هاروارد" (Harvard University) و دانشگاه "ام.آی.تی" (MIT) با همکاری "پردیس ثابتی" استاد دانشگاه هاروارد، فناوری جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به تشخیص مولکولی مبتنی بر کریسپر کمک کند. این فناوری، تراشه‌هایی را شامل می‌شود که می‌توانند هزاران آزمایش را به صورت خودکار انجام دهند. این تراشه‌ها می‌توانند
  در جهانی که ماسک زدن در آن به علت شیوع ویروس کرونا اجباری شده، هر روز شاهد ظهور خلاقیت‌های تازه‌ای هستیم و این بار ماسک دارای هدفون از راه رسیده است. پیش از این ال جی ماسک مجهز به تصفیه هوا و دارای فن را عرضه کرده بود و یک شرکت ژاپنی نیز ماسکی تولید کرده بود که قادر به ترجمه محتوای ۸ زبان بود. حالا شرکت ماسک فون ماسکی ۵۰ دلاری عرضه کرده که برای اولین بار مجهز
  هنگامی که از لنزهای تماسی استفاده می‌کنیم انتظار داریم بینایی ما بهبود یابد اما شاید بتوان با این لنزها علائم حیاتی بدن را نیز بررسی کرد. براساس مقاله‌ی جدیدی که در مجله‌ی "Biomedical Engineering" منتشر شده است، لنز تماسی نرم و شفاف جدیدی که با موفقیت بر روی چندین داوطلب آزمایش شده است می‌تواند فشار داخل چشم (IOP) را به‌وسیله‌ی تلفن همراه در زمان واقعی اندازه‌گیری کند. از همه‌ مهم‌تر اینکه این دستگاه توانست به طور بی‌سیم تمامی عملکردهای
    محققان روشی نوین برای افزایش سختی فلزات ابداع کرده اند که در آن نانوذرات سازنده تحت فشار به یکدیگر می چسبند. محققان دانشگاه براون روشی جدید برای ساخت فلزات بسیار سخت ابداع کرده‌اند. این گروه نانو ذراتی ابداع کرده‌اند که به دلیل نوع فراوری شیمیایی تحت نیروی فشار معتدل به یکدیگر می‌چسبند. به طور معمول سختی فلز با استفاده از روش‌های تولیدی مانند کوبیدن چکش، خم کردن یا پیچاندن سخت‌تر می‌شود. اما در تحقیق جدید پژوهشگران از روش
  محققان در یک تیم استارت آپی موفق به طراحی یک عینک واقعیت مجازی شدند که به جای روش های سنتی درمان تنبلی چشم با بازی و انیمیشن، این بیماری را در کودکان ۴-۱۲سال رفع می کند. آریانا سلطانی، مدیر کسب و کار تیم استارت آپی تولید کننده «عینک های مجازی برای درمان تنبلی چشم» و تیم برگزیده در نهمین نمایشگاه فناوری و نوآوری اینوتکس ۲۰۲۰ در گفتگو با خبرنگار مهر اظهار کرد: در حال حاضر از روش های سنتی
  محققان آمریکایی برای اولین بار موفق به تولید چرم با استفاده از ابریشم شدند. چرم حاصل شده بدین شیوه هم قابل بازیافت بوده و هم با استفاده از چاپگر سه بعدی قابل تولید است. چرم به علت استحکام و دوام طولانی از قرن‌ها قبل مورد استفاده بوده، اما تولید آن مستلزم کشتار گسترده احشام است. اگر چه در ظاهر چرم و ابریشم بسیار متفاوت هستند، اما محققان برای افزایش استحکام، سختی و دوام ابریشم در عین حفظ انعطاف آن