Els científics desenvolupen petits sensors per controlar la salut dins del cos

Un grup d'enginyers de Universitat de Brown va revelar recentment la seva investigació pionera en el desenvolupament de petits sensors per controlar la salut. Aquest èxit notable representa un salt significatiu en la miniaturització de la tecnologia, que promet revolucionar la comunicació sense fils. D'aquesta innovació sorgeix un nou enfocament a les xarxes de comunicació, capaç de transmetre, rebre i descodificar dades des d'innombrables xips minúsculs.

Amb la introducció de microsensors per al cos, sorgeix un horitzó prometedor per als avenços en la tecnologia de sensors sense fil. Aquesta evolució permetrà, en el futur, l'ús de vastes xarxes d'implants discrets en dispositius microbians implantables i dispositius wearable, redefinint els límits de monitorització i interacció amb l'entorn. Descobriu com funciona aquest descobriment tecnològic.

Com funcionen els sensors?

Els microsensors per a la salut estan dissenyats meticulosament per permetre que els xips s'implantin al cos o s'integrin en dispositius portàtils, cadascun imitant la complexa comunicació entre les neurones del cervell. Aquest enfocament innovador pretén millorar la interacció entre la tecnologia i l'organisme humà, oferint una nova dimensió de seguiment i control.

Segons l'estudi realitzat pels enginyers de la Universitat de Brown, destaca el potencial revolucionari dels biosensors portàtils. Estan dissenyats per proporcionar informació fisiològica contínua en temps real mitjançant mesures no invasives de marcadors bioquímics presents en biofluids com ara llàgrimes, saliva i suor.

Per garantir un funcionament continu i ininterromput, els sensors estan dissenyats per ser eficients energèticament. Poden funcionar sense necessitat d'estar constantment connectats a una font d'alimentació o bateria, gràcies a transceptors externs que proporcionen energia sense fil als sensors alhora que transmeten les seves precioses dades.

Com s'implanten al cos i la semblança amb el cervell

Els petits sensors per controlar la salut estan dissenyats per integrar-se perfectament en dispositius portàtils o implantats directament al cos humà. Aquests xips, fets de silici i amb dimensions submil·límetres, van ser dissenyats per emular l'intricat procés de comunicació entre neurones del cervell, utilitzant pics d'activitat elèctrica.

Mitjançant aquest enfocament innovador, la implantació de sensors al cos transmet dades en temps real sense fil mitjançant ones de ràdio, que no només optimitza el consum d'energia sinó que també maximitza l'amplada de banda disponible.

Jihum Lee, investigador postdoctoral de la Universitat de Brown, destaca que el cervell humà funciona de manera escassa, la qual cosa significa que no totes les neurones s'encenen simultàniament. Per garantir l'eficiència, aquests xips comprimeixen les dades i adopten un patró de cocció escàs, imitant així l'efectivitat del cervell humà.

Estem imitant aquesta estructura aquí en el nostre enfocament de telecomunicacions sense fil. Els sensors no estarien enviant dades tot el temps, només estarien enviant dades rellevants segons sigui necessari, en breus ràfegues de pics elèctrics, i ho podrien fer independentment dels altres sensors i sense coordinar-se amb un receptor central. D'aquesta manera, podríem estalviar molta energia i evitar inundar el nostre centre de recepció central amb dades menys importants.

Jihun Lee, becari postdoctoral a la Universitat de Brown.

Avenços respecte a dispositius anteriors

Professor de l'Escola d'Enginyeria de Brown i autor principal de l'estudi, Arto Numikko, parla de la ubiqüitat dels sensors en el nostre món contemporani. Ja sigui en cotxes, llocs de treball o llars, la seva presència es nota cada cop més. Tanmateix, és al propi cos humà on la demanda d'aquests sensors és més urgent i desafiant.

En aquest context, el professor subratlla que el present treball suposa un avenç important en relació a les investigacions prèvies realitzades al seu laboratori de la universitat. El nou enfocament introdueix un sistema d'interfície neuronal que opera a través d'una xarxa de coordinació de petits sensors sense fil, capaç de registrar i estimular l'activitat cerebral d'una manera eficaç i no invasiva. Aquesta innovació promet obrir nous horitzons en el camp de la neurociència i la medicina, oferint eines més sofisticades i accessibles.

Avenços per al futur de la sanitat

Els microsensors de salut marquen una evolució significativa en la tecnologia de sensors sense fil, prometent una àmplia gamma de beneficis per a la salut en el futur. Els investigadors diuen que aquest treball representa una fita important en el desenvolupament de sensors sense fils a gran escala.

A més, es creu que aquests sensors tindran un impacte profund en la manera com els científics recullen i interpreten les dades de petits dispositius de silici, obrint el camí per als avenços en el seguiment i el tractament de diverses condicions mèdiques.

Si continuem utilitzant mètodes convencionals, no podrem recollir les dades d'alt canal que requeriran aquestes aplicacions en aquest tipus de sistemes de nova generació.

Jihun Lee, becari postdoctoral a la Universitat de Brown

Veja também:

Fonts: marró, Enginyeria interessant, El científic

Revisat per Glaucon Vital el 4/4/24.