Имплантируемые чипы научились обходиться без антенн

8omQ-C 24ik1

Ученым из японского Института технологий и науки префектуры Нара (NAIST) удалось создать компактный сенсор для имплантации в живые организмы. Сенсор не имеет антенны и передает данные, используя близлежащие ткани. Подробности ученые приводят в статье для журнала Electronics Letters.

На фото: Внешний вид CMOS-сенсора, созданного в NAIST.

Исследователи использовали миниатюрный квадратный CMOS-сенсор (площадь датчика составила один квадратный миллиметр). Сенсор был помещен в натрий-фосфатный буферный раствор, который используется для имитации проводимости тканей человека. Информацию с сенсора снимали электродом, расположенным в двух миллиметрах от самого сенсора. Авторы утверждают, что такого расстояния достаточно для экспериментов над небольшими животными.

CMOS-матрицы (в русскоязычных текстах — КМОП) — это светочувствительные матрицы, которые используются во множестве устройств. Их основные преимущества — малое энергопотребление в режиме ожидания и единство технологии с цифровыми частями аппаратуры (то есть они создаются с помощью сходных технологических процессов и не требуют создания дополнительного произодства). Сенсоры, основанные на подобных матрицах, могут детектировать не только свет, но и, например, активность между нейронами.

plbfmG0eKkA1

Экспериментальная установка с передачей информации через буфер.

Ученые планируют поместить подобный сенсор в мозг мышей для того, чтобы наблюдать за его активностью в реальном времени. По их словам, сенсор можно применять и в более толстых структурах: важно лишь правильно настроить принимающую аппаратуру. Чип, который будет использоваться в таких исследованиях, уже спроектирован и будет, по словам авторов, выпущен до конца 2014 года.

Создание имплантируемых чипов — это область исследований, которая тесно смыкается с медициной. Одним из главных ограничений, с которыми сталкиваются разработчики, является необходимость в беспроводной передаче энергии и информации. Для этого обычно используются антенны, которые, однако, накладывают ограничения на размер чипа: антенна с достаточной мощностью не может быть слишком маленькой. В качестве решения недавно было предложено использовать сенсоры, которые сами вырабатывают электричество за счет окисления глюкозы, содержащейся в спинномозговой жидкости.