تصور کنید ایمن‌پلنت‌های پزشکی داخل بدن شما، درست مثل نواری از مغز، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. پژوهشگرانی از دانشگاه فناوری جورجیا اخیراً سیستمی را توسعه داده‌اند که از بافت‌های طبیعی بدن به‌جای آنتن‌ها و امواج رادیویی برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. این رویکرد می‌تواند نحوه هماهنگی بین دستگاه‌هایی مانند ضربان‌سنج‌ها و پمپ‌های انسولین را برای همیشه متحول کند.
چرا امواج رادیویی در بدن شما کار نمی‌کنند؟
امروزه بیشتر ایمپلنت‌هایی که قابلیت ارتباط دارند، به پروتکل‌هایی مانند بلوتوث کم‌برخورد (BLE) یا ارتباط میدان نزدیک (NFC) تکیه می‌کنند. اما آلکس ابرامسون، مهندس و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید این فناوری‌ها برای انتقال داده درون‌اندازی، انتخاب بدی هستند. چالش اصلی، مصرف بالای انرژی است. اگر می‌خواهید ایمپلنتی در حالت فعال باشد تا در کسری از ثانیه واکنش نشان دهد، سیستم بلوتوثی به‌شدت دشوار عمل می‌کند؛ حتی تا ۹۰ درصد عمر باتری را کاهش می‌دهد.
مشکل دوم نیز فاصله است. امواج رادیویی در بافت بدن به‌شدت تضعیف می‌شوند. اگر سیگنال بخواهد بیش از یک سانتی‌متر در بافت حرکت کند، کیفیت آن به‌شدت افت می‌کند. علاوه بر این، فضای فیزیکی هم محدودیت دارد؛ قطعات بلوتوثی به آنتن نیاز دارند و گاهی تا ۵ میلی‌متر عرض می‌گیرند، جایی که ایمپلنت‌های بزرگ‌تر معمولاً نیاز به جراحی دارند، در حالی که مدل‌های نازک‌تر (زیر ۳ میلی‌متر) می‌توانند با سرنگ تزریق شوند.
راه‌حل: سیستم SWANS و الهام از بدن انسان
تیم ابرامسون سیستمی به نام SWANS (سیستم شبکه‌ی بی‌سیم و مستقل هوشمند) طراحی کرده است که از شبکه‌های ارتباطی درون بدن انسان الهام گرفته است. همان‌طور که سیستم عصبی ورودی‌های مختلفی را از نقاط مختلف جمع‌آوری کرده و تصمیم می‌گیرد، SWANS نیز از هدایت یونی مشابه نورون‌ها استفاده می‌کند.
- نحوه عملکرد: نورون‌ها با عبور دادن یون‌های سدیم و پتاسیوم از غشاها و ایجاد اختلاف ولتاژ ارتباط برقرار می‌کنند. SWANS دقیقاً همین مکانیزم را دنبال می‌کند، اما به‌جای اعصاب، از بافت‌های معمولی بدن برای ارسال این سیگنال‌ها بهره می‌برد.
این تغییر پارادایم یعنی حذف آنتن‌ها، کاهش مصرف انرژی و کوچک‌تر شدن ابعاد قطعات، که گامی بزرگ برای ساخت ایمپلنت‌های واقعی‌تر و کم‌دردسری‌تر محسوب می‌شود.
نظر، سوال یا تجربه خود را درباره این مطلب با سایر کاربران اوکالا به اشتراک بگذارید.