Инженеры Колумбийского университета в Нью-Йорке создали крошечное устройство, работающее на ультразвуке, которое можно вводить в организм для наблюдения за здоровьем. Кен Шепард, профессор электротехники Колумбийского университета постарался объяснить принцип работы этого чипа.

Какова предыстория этого исследования?

Закон Мура гласит, что вы можете поместить все больше и больше транзисторов в определенную область микросхемы интегральной схемы. И это число растет экспоненциально за последние 30-40 лет. В первую очередь он использовался не для уменьшения размеров микросхем, а для установки большего количества транзисторов на микросхему того же размера. Ученые же Колумбийского университета создали невероятно маленький чип.

Этот чип — самая маленькая из известных автономных однокристальных систем, которые поддерживают как питание, так и двунаправленную связь — это примерно 300 x 300 микрон [один микрон = 0,001 мм].

Самая главная проблема производства такого крошечного чипа — это то, что чип должен быть запитан, и вы должны иметь возможность общаться с ним, иначе он бесполезен.

Все питание и связь с чипом должны осуществляться по беспроводной сети. Поэтому все антенны для беспроводного питания и связи должны быть интегрированы. Кроме того, в случае такого рода имплантов чип также что-то обнаруживает, поэтому необходимо интегрировать функцию считывания.

Еще одна проблема — это поддержание связи с данным устройством. Ведь удерживать связь с таким маленьким устройством с помощью электромагнитов, таких как радиоволны, невероятно сложно. Даже на десятках гигагерц речь идет о длинах волн в диапазоне нескольких миллиметров. Размер же нового чипа намного меньше миллиметра, поэтому исследователи для связи задействовали ультразвук. Это устройство питается и обменивается данными с акустикой, а не с электромагнетизмом, что полезно, потому что звуковые волны очень хорошо распространяются по телу.

Принцип действия ультразвука заключается в том, что он посылает звуковую волну в тело. А когда возникает акустическое несоответствие, оно отражается на тепловизоре.

Как чип размещается внутри тела?

Он достаточно мал, чтобы поместиться в иглу для подкожных инъекций, поэтому с помещением в тело нет никаких проблем. К тому же, для удаления тоже можно использовать иглу.