اختراع تراشه قابل تزریق و وایرلس توسط نوابغ دانشگاه کلمبیا

مهندسان دانشگاه کلمبیا به تازگی تراشه قابل تزریق وایرلسی ساخته‌اند با چشم غیر مسلح قابل دیدن نیست و ما را به یاد فیلم‌های علمی تخیلی می‌اندازد.

در ادامه به معرفی تراشه قابل تزریق وایرلسی که اخیرا توسط دانشمندان دانشگاه کلمبیا در نیویورک آمریکا ساخته شده، می‌پردازیم. اختراع مورد نظر فرآیندهای زیستی بدن ما را زیر نظر می‌گیرد و با امواج فراصوت کار می‌کند.

گفته شده که اختراع این مهندسان کوچک‌ترین سیستم تک تراشه‌ای بوده که می‌توان آن را به عنوان یک مدار الکترونیکی دسته‌بندی کرد. این تراشه شگفت‌انگیز تنها با میکروسکوپ قابل رویت بوده و همان‌طور که اشاره شد، جزئیات آن ما را به یاد فیلم‌های علمی تخیلی می‌اندازد. به نظر می‌رسد که در آینده نزدیک شاهد ساخت محصولاتی خواهیم بود که به راحتی درون شریان‌های ما قرار می‌گیرند و اطلاعاتی بسیاری کاربردی از انواع متغیرهای موجود در بدن به ما می‌دهند.

دانشمندان از مدت‌ها پیش علاقه زیادی به ساخت محصولاتی نشان داده‌اند که به صورت بی‌سیم عمل کرده و با ابعاد جم و جور، سلامت انسان‌ها را زیر نظر می‌گیرند. در واقع وضعیت بدن ما با بررسی متغیرهای زیادی مثل دما، فشار خون، قند خون، شرایط تنفسی و فاکتورهای دیگر قابل ارزیابی است؛ به این ترتیب اگر بتوان با استفاده از نوعی ایمپلنت کوچک و کارآمد مانند تراشه قابل تزریق دانشگاه کلمبیا چنین متغیرهایی را زیر نظر گرفت، این امکان به وجود می‌آید تا بسیار قبل‌تر از بحرانی شدن شرایط فرد، از بروز مشکلات جدی سلامتی جلوگیری کرد.

در حال حاضر تولید انبوه ایمپلنت‌های الکترونیکی کار راحتی نیست چرا که این وسایل نیازمند تراشه‌های فراوان، سیستم سیم‌کشی پیچیده، مبدل‌های خارجی و باتری برای ذخیره انرژی هستند. با این حال می‌توان با اطمینان گفت که چالش‌های مورد نظر دوام چندانی نخواهند داشت.

تراشه قابل تزریق و وایرلس

حجم کلی محصول ساخت دانشمندان کلمبیا کمتر از یک میلی متر مکعب بوده و همان‌طور که اشاره شد، سازندگان محصول مورد نظر ادعا می‌کنند که این محصول کوچک‌ترین سیستم تک چیپی ساخته شده تا به امروز است. ابعاد چنین اختراعی کوچک‌تر از جانورهای میکروسکوپی بوده که همه روزه در محل زندگی ما با آن‌ها سر و کار داریم. برای ساخت و به کار گیری چیپ مورد نظر از امواج فراصوت استفاده شده و ارتباط‌گیری این سنسور با دنیای خارج هم از طریق این امواج صورت می‌گیرد.

کن شپارد (Ken Shepard)، سرپرست تیم ساخت تراشه قابل تزریق اخیر می‌گوید که پیشرفت شگفت‌انگیز تیم او می‌تواند انقلابی در صنعت ساخت ایمپلنت‌های بی‌سیم راه بیندازد. این محصولات با کوچک‌ترین ابعاد ممکن قادر به زیر نظر گرفتن مولفه‌های متعددی درون بدن افراد هستند و به گفته شپارد و تیمش، در صورت درست پیش رفتن اوضاع به زودی شاهد صدور تاییدیه‌های مختلف برای به کار گیری این محصول در بیماران خواهیم بود.

تحقیقات آینده

محققان دانشگاه کلمبیا در قسمت بالای تراشه نوعی آنتن را تعبیه کرده‌اند که علاوه بر وظیفه دریافت و ارسال سیگنال، کار انرژی‌رسانی به محصول از طریق امواج فراصوت را هم انجام می‌دهد. این تراشه جمع و جور به راحتی قابل تزریق بوده و عملا هیچ وسیله اضافی به همراه آن وارد بدن نمی‌شود. کار ساخت تراشه توسط شرکت تولید نیمه هادی تایوان انجام شده و علاوه بر تیم مهندسی نانو دانشگاه کلمبیا، محققان مرکز تحقیقاتی نانو دانشگاه شهر نیویورک هم در پروژه اخیر همکاری داشته‌اند.

هدف نهایی شپارد و تیمش از ساخت این تراشه قابل تزریق و وایرلس، فراهم کردن امکان به کار گیری ایمپلنتی بوده که از طریق سوزن‌های پوستی وارد شریان‌ها می‌شود و سپس، وضعیت هرکدام از قسمت‌های مختلف بدن را با جزئیاتی دقیق گزارش می‌کند. راه ارتباطی در نظر گرفته شده توسط این تیم همچنان امواج فراصوت بوده و در حال حاضر تنها مولفه قابل اندازه‌گیری توسط این اختراع، دمای موضعی است. با این حال مهندسان نیویورکی ابراز امیدواری کرده‌اند که به زودی قابلیت بررسی مولفه‌های دیگری به این اختراع اضافه خواهد شد.