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뇌-컴퓨터 인터페이스용 마이크로안테나

29.08.2017

엔지니어이자 재료 과학자인 Nian Sun이 이끄는 미국 보스턴 노스이스턴 대학의 과학자들은 기존 안테나보다 훨씬 작고 효율적인 마이크로 안테나를 만들었습니다.

안테나는 전자기파의 형태로 정보를 수신하여 교류 전압으로 변환합니다. 물리 법칙에 따르면 이를 위해서는 안테나의 크기가 전자기파의 길이와 거의 일치해야 합니다. 즉, 안테나의 크기는 상당히 커야 합니다. 반면에 안테나는 길이가 훨씬 짧은 동일한 주파수의 음파에 응답하여 공진할 수도 있습니다. Sun과 그의 동료들이 사용한 것은 바로 이 "허점"이었습니다.

그들이 발명한 안테나는 자기장의 상태에 따라 팽창하고 수축하는 압자성 물질의 층으로 외부에 코팅되어 있습니다. 따라서 전자기 진동을 소리로 변환합니다. 그런 다음 압전 재료의 다음 층은 이러한 진동을 교류 전류로 변환합니다. 신호를 보낼 때 모든 것이 역순으로 발생합니다. 따라서 안테나는 실제로 소리 진동을 수신 및 전송하므로 기존 안테나보다 약 1000배 작을 수 있습니다.

이 기사의 저자는 이 원칙에 따라 두 가지 유형의 안테나를 만들었습니다. 첫 번째는 원형 멤브레인으로 Wi-Fi 기술에 사용되는 기가헤르츠 범위에서 작동합니다. 두 번째는 직사각형 멤브레인으로 TV와 라디오에서 사용되는 메가헤르츠 범위용입니다. 새로운 안테나에 대한 실험에서 그들은 기존 안테나보다 약 2,5만 배 더 효율적인 100GHz 주파수의 신호를 송수신했습니다.

이 연구의 주저자에 따르면 주요 설계 과제는 올바른 특성을 가진 압전 자기 재료를 찾는 것이었습니다. 결국 철, 갈륨 및 붕소 세트가 선택되었으며, 이를 올바른 품질로 생산하는 것이었습니다.

개발은 최소한 휴대전화에서 위성에 이르기까지 더 작고 강력한 장치를 만드는 길을 열어줄 수 있습니다. 미래에는 빠르게 발전하는 "사물 인터넷"에서 새로운 소형 송신기를 사용하는 것도 가능합니다. 의학에 대한 광범위한 전망이 열리고 있습니다. 소형 송신기는 그 자리에서 데이터를 가져와 의사에게 보내기 위해 모든 조직이나 혈관을 관통할 수 있습니다. 이론적으로, 뇌 이식은 뇌-컴퓨터 인터페이스를 생성하는 것도 가능합니다. 그래서 우리는 생각의 힘으로 직접 사물을 제어할 수 있습니다.

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우주선을 위한 우주 에너지 08.05.2024

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최초의 생물학적 박동조율기 세포 성장 22.12.2016

박사 후 연구원인 Stephanie Protze가 이끄는 미국 히스 대학교(Heath University) 재생의학 맥이웬 센터(MacEwen Center for Regenerative Medicine)의 과학자들은 실험실에서 줄기 세포에서 작동하는 심장 박동기를 처음으로 성장시켰습니다.

우리는 심박수를 결정하는 충동을 생성하는 세포에 대해 이야기하고 있습니다. 이 세포는 심장 근육의 특정 영역에 집중되어 있습니다. 그들이 일을 하지 못할 때, 사람은 기계적인 심장 박동기가 필요합니다.

이 방법은 엄격하게 정의된 순서로 엄격하게 정의된 양으로 주어진 어떤 물질(신호 분자)이 포유류 줄기 세포를 심박 조율기 세포로 바꿀 수 있는지 자세히 연구한 동일한 연구팀의 이전 작업을 기반으로 합니다.

McEwen 센터 소장이자 논문의 공동 저자인 Gordon Keller 박사는 "우리는 페트리 접시에서 인간 생물학을 복제하고 있습니다. 우리는 이러한 세포를 만들기 위해 자연이 취하는 경로를 복제하고 있습니다."라고 설명했습니다.

체외에서 얻은 세포 - 심장 박동기는 이미 실험용 쥐의 심장에 이식되어 정상적으로 작동합니다.

이 작업의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. Protze, Keller 및 동료들의 성과 덕분에 미래에는 실험실에서 인체에 훨씬 더 잘 통합되고 보다 효율적으로 작동하는 생물학적 심장 박동기를 성장시키는 것이 가능할 수 있습니다. 인공적인 것.

그러나 과학자들은 인간을 대상으로 한 새로운 방법의 임상 시험은 아직 멀었다고 말합니다. 과학자들이 생쥐에 대해 충분히 잘 작동하려면 적어도 XNUMX년에서 XNUMX년이 걸릴 것입니다.

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