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:

لنز واقعیت افزوده جایگزین تلفن‌های همراه هوشمند لنز واقعیت افزوده جایگزین تلفن‌های همراه هوشمند:با ظهور عینک‌های هوشمند به‌عنوان جایگزینی برای تلفن‌های همراه هوشمند، این پرسش مطرح است که آیا شمارش معکوس برای پایان دوره عمر گوشی‌ها و عرضه نسل جدید فناوری‌های ارتباطی آغاز شده است؟ با پتنت جدید سامسونگ برای لنزهای مبتنی بر واقعیت افزوده به نظر می‌رسد که این روند آغاز شده و آینده‌ای جالب پیش روی صنعت تلفن همراه قرار دارد. فناوری واقعیت افزوده «AR» از جمله فناوری‌های
  یک محقق ایرانی در دانشگاه ردآیلند چسب زخم هوشمندی تولید کرده که با استفاده از نور قادر به شناسایی عفونت ها است. کنترل مرتب زخم‌ها برای شناسایی شکل‌گیری عفونت‌های تازه ضروری است. اما برداشتن پانسمان برای این کار در روند بهبود زخم اختلال ایجاد می‌کند. برای حل این مشکل می‌توان از چسب زخم هوشمند نوری استفاده کرد. یکی از ترکیباتی که به تولید نور در جریان این فرایند کمک می‌کند، پراکسید هیدروژن است که در هنگام حضور باکتری‌های بیماری‌زا
  یک شرکت موفق به ساخت یک برنامه نمایشگر لمسی بدون نیاز به لمس شده است تا به عنوان یک رابط بهداشتی در دوران بحرانی شیوع بیماری کووید-19 عمل کند. بنا به اعلام شرکت "Leap Motion"، یک برنامه جدید با قابلیت مقاوم سازی یکپارچه نمایشگر های لمسی برای ایجاد یک رابط کاربری در هوا بدون نیاز به لمس صفحه نمایش راه اندازی شده است.(نمایشگر هایی بدون نیاز به لمس) این برنامه که "Touchfree" نام دارد، با تشخیص دست کاربر در
  مقابله با کرونا با اشعه ماورا بنفش چینی‌ها از اشعه ماورا بنفش به عنوان یک ابزار جدید برای ضدعفونی کردن اتوبوس‌ها و آسانسورها با هدف مقابله باکرونا بهره گرفته اند. در تازه‌ترین اقدام از این دست شرکت یانگائو که خدمات حمل و نقل عمومی در شانگهای ارائه می‌دهد، یک اتاق تنظیف و پاکیزه سازی را برای اتوبوس‌ها راه اندازی کرده که از طریق تابش اشعه ماورا بنفش هرگونه عفونت و آلودگی را برطرف می‌کند. همزمان با درخواست دولت چین
  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 دانشگاه ام آی تی با ایجاد تغییراتی در ربات شرکت بوستون دینامیک که قادر به تقلید از بسیاری از توانایی‌های سگ هاست، موفق به تشخیص بیماری کرونا شدند. ربات یادشده تا به امروز برای انجام کارهای مختلفی اعم از عملیات امداد و نجات، هدایت گله‌های حیوانات و چوپانی و غیره مورد استفاده قرار گرفته است. اما این ربات که اسپات نام دارد قرار است بیماران مبتلا به کرونا را نیز شناسایی کند. ربات یادشده برای این کار به
  یک شرکت تولیدکننده سیگار الکترونیکی ، به دنبال استفاده از فناوری‌ نوظهور هوش مصنوعی برای کمک به ترک سیگار است. یکی از معضلات قدیمی و به ظاهر حل‌نشدنی بشر، مصرف سیگار و دخانیات از سوی بسیاری از مردم است. امروزه بالغ بر ۱۰۰ میلیون نفر در سراسر جهان، به کسب‌وکار در این صنعت مشغول بوده و برآورد می‌شود که گردش مالی سیگار، در حدود ۳۳۰ میلیارد دلار در سال است. در این میان، عوارض کشیدن سیگار، نه تنها مصرف‌کنندگان که
  ایو رسی بال هایی ساخته که به انسان قدرت پرواز می دهد ( پرواز توسط بالهای جت ) . برای پرواز با بال، فرد باید از هواپیما یا بالگرد می پرید و حالا سیستم عمودپرواز خودرانی برای بال ها ابداع شده است. «ایو رسی»، خلبان سوئیسی و مردی که با بال های جتی پرواز می کند به تازگی ویدئوی جدیدی منتشر کرده است که برای پرواز لازم نیست از هواپیما یا بالگرد پایین بپرد و اکنون می تواند با
  رنو از تولید نمونه مفهومی خودروی برقی شاسی بلند خود خبر داده که هم در نقاط شهری و هم در مسافرت‌ها قابل استفاده است. خودروی برقی شاسی بلند جدید رنو مورفوز نام دارد و برای حالت شهری یک باتری ۴۰ کیلووات ساعتی در آن نصب می‌شود اما با تقویت این باتری و نصب یک بسته باتری اضافی ۵۰ کیلووات ساعتی برد خودروی یادشده به ۷۰۰ کیلومتر افزایش می‌یابد. نصب باتری اضافی بر روی این خودروی برقی شاسی بلند در
  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
  محققان روشی نوین ابداع کرده اند تا بتوان با کمک دوربین موبایل و یادگیری عمیق ابتلا به دیابت نوع دوم را در افراد شناسایی کرد. گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا نشان داده اند می توان با استفاده از دوربین موبایل دیابت نوع دوم را تشخیص داد. روش به کار گرفته شده در این تحقیق نیازمند هیچ گونه سخت افزار اضافی غیر از دوربین موبایل نیست و هم اکنون می تواند با دقت بیش از ۸۰ درصد دیابت را شناسایی
  محققان دانشگاه واشنگتن در سن لوییس آمریکا یک برچسب جدید مجهز به میکروسوزن ساختند که روی پوست قرار می‌گیرد و از نشانگرهای زیستی مختلف در بدن نمونه‌گیری می‌کند. این فناوری ارزان قیمت به سادگی توسط متخصصان و بیماران مورد استفاده قرار می‌گیرد و نیاز به مراجعه به بیمارستان و نمونه‌گیری خون به روش‌های متداول را از بین می‌برد. این مایعات که حاوی نشانگرهای زیستی هستند، با استفاده از روش‌های متداول مانند استفاده از فلوروسنت مورد تجزیه و تحلیل قرار