MagNI insinyur dapat diisi daya secara nirkabel dan diprogram dengan medan magnet – ScienceDaily

MagNI insinyur dapat diisi daya secara nirkabel dan diprogram dengan medan magnet – ScienceDaily


Sebuah tim insinyur Universitas Rice telah memperkenalkan implan saraf pertama yang dapat diprogram dan diisi daya dari jarak jauh dengan medan magnet.

Terobosan mereka memungkinkan perangkat tertanam seperti unit stimulasi sumsum tulang belakang dengan pemancar magnet bertenaga baterai pada sabuk yang dapat dikenakan.

Sistem mikro terintegrasi, yang disebut MagNI (untuk implan saraf magnetoelektrik), menggabungkan transduser magnetoelektrik. Ini memungkinkan chip untuk memanen daya dari medan magnet bolak-balik di luar tubuh.

Sistem ini dikembangkan oleh Kaiyuan Yang, asisten profesor teknik elektro dan komputer; Jacob Robinson, profesor teknik kelistrikan dan komputer serta bioteknologi; dan penulis bersama Zhanghao Yu, seorang mahasiswa pascasarjana, dan mahasiswa pascasarjana Joshua Chen, semuanya di Sekolah Teknik Brown Rice.

Yang memperkenalkan proyek itu hari ini di Konferensi Sirkuit Solid-State Internasional di San Francisco.

MagNI menargetkan aplikasi yang memerlukan stimulasi listrik neuron yang dapat diprogram, misalnya untuk membantu pasien epilepsi atau penyakit Parkinson.

“Ini adalah demonstrasi pertama bahwa Anda dapat menggunakan medan magnet untuk memberi daya pada implan dan juga untuk memprogram implan,” kata Yang. “Dengan mengintegrasikan transduser magnetoelektrik dengan teknologi CMOS (semikonduktor oksida logam pelengkap), kami menyediakan platform bioelektronik untuk banyak aplikasi. CMOS kuat, efisien, dan murah untuk tugas penginderaan dan pemrosesan sinyal.”

Dia mengatakan MagNI memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan metode stimulasi saat ini, termasuk ultrasound, radiasi elektromagnetik, kopling induktif, dan teknologi optik.

“Orang-orang telah mendemonstrasikan stimulator saraf pada skala ini, dan bahkan lebih kecil,” kata Yang. “Efek magnetoelectric yang kami gunakan memiliki banyak manfaat dibandingkan metode arus utama untuk daya dan transfer data.”

Dia mengatakan jaringan tidak menyerap medan magnet seperti halnya jenis sinyal lain, dan tidak akan memanaskan jaringan seperti radiasi elektromagnetik dan optik atau kopling induktif. “Ultrasonografi tidak memiliki masalah pemanasan tetapi gelombang tersebut dipantulkan pada antarmuka antara media yang berbeda, seperti rambut dan kulit atau tulang dan otot lainnya.”

Karena medan magnet juga memancarkan sinyal kontrol, Yang mengatakan MagNI juga “bebas kalibrasi dan kuat.”

“Itu tidak memerlukan tegangan internal atau referensi waktu,” katanya.

Komponen perangkat prototipe diletakkan di atas substrat polimida fleksibel dengan hanya tiga komponen: film magnetoelektrik 2-kali-4-milimeter yang mengubah medan magnet menjadi medan listrik, chip CMOS dan kapasitor untuk menyimpan energi sementara.

Tim berhasil menguji keandalan chip dalam jangka panjang dengan merendamnya dalam larutan dan mengujinya di udara dan agar-agar seperti agar-agar, yang meniru lingkungan jaringan.

Para peneliti juga memvalidasi teknologi dengan menarik Hydra vulgaris, makhluk kecil mirip gurita yang dipelajari oleh laboratorium Robinson. Dengan membatasi hydra dengan perangkat mikrofluida laboratorium, mereka dapat melihat sinyal fluoresen yang terkait dengan kontraksi pada makhluk yang dipicu oleh kontak dengan chip. Tim saat ini sedang melakukan tes in-vivo perangkat pada model yang berbeda.

Dalam generasi chip saat ini, aliran energi dan informasi hanya satu arah, tetapi Yang mengatakan tim sedang mengerjakan strategi komunikasi dua arah untuk memfasilitasi pengumpulan data dari implan dan mengaktifkan lebih banyak aplikasi.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Rice. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Togel Hongkong

Author Image
adminProzen