1摄氏度的变化可以造成永久性伤害。
低功率还有低功率。还有有惊人的应用程序神奇的应用程序。
今天低功率设计的最前沿,与其说是在物联网(尽管出色的工作被完成在空间)但在医疗,存在很高的风险和可能的结果改变一生的地方。
切特莫里茨华盛顿大学的副教授与康复医学和生理学和生物物理学的部门,和他的同事,Visvesh萨瑟,华盛顿大学的电子工程教授助理,是两个研究人员行走,流血的边缘。他们在华盛顿和他的同事们感觉运动神经工程中心和全国各地的合作伙伴大学正在努力创建嵌入式系统瘫痪病人恢复运动。
“我们正试图将人类的大脑连接到计算机芯片,”莫里茨说。
他们盯着四大挑战:
•解码运动意图从神经录音
•恢复运动
•与大脑自适应界面恢复知觉
•诱发塑性的复苏
医学研究人员一直在研究这些问题的一种形式或另一很长一段时间。近来的一大绊脚石,技术系统很大,缓慢而实质上身体内部和外部之间的分岔。例如,一系列的探头连接到大脑捕捉神经感觉或意图和这些外部设备外螺纹,进而反馈刺激信号影响的身体部位。这当然是繁琐,费钱费时,但它的发展。
这个奖是一个嵌入式系统。这应该是意料之中的事。也应该不足为奇是实现这一需要非凡的工程和设计工作在未来几年。
萨瑟说,任务是构建一个植入式双向脑机接口。
“这是植入式所以你经历手术,你芯片植入大脑同时刺激或电极,然后被查封,”他说。“重要的是,它被查封,所以没有电线闲逛…否则有感染的风险。”
地,萨瑟AMD老兵,指出,“就像任何系统都有自己的限制。”
让我们来看看几。
温度
这是什么新系统设计师,特别是在移动和物联网空间,性能节流有时为了防止发生热失控。在这样的设备,其后果是热手或故障的系统。如果你的大脑内部的嵌入式系统是太热,后果是非常可怕的。
“远离一个散热器,我们不能超越1摄氏度,因为它会造成破坏,”•萨瑟说。“我们基本上是坚持做我们想要的计算、传感、和刺激,但我们不能超过1摄氏度。”
讨论约束条件。
他描述了一种系统电极检测神经元活动或“更多总局部场电位对应多个神经元,“把他们到芯片上,这对临床应用的机架式服务器通信。该系统还可以实现闭环控制的格式计算,然后返回,刺激大脑或脊髓的活动,他补充说。
房地产问题
系统需要256到512个电极的最小采样率至少30 k /秒。至少需要一个14-bit ADC数字化和过程信息的总带宽215 Mbps的服务器进行通信,萨瑟说。
大小,很自然,很重要。因为它需要植入,IC解决方案必须x10x0.5 10毫米左右,他说。这种类型的大小约束消除机载电池的可能性。能量收集技术成为一个挑战,因为通常需要超级电容器,并“不是一个选择,”•萨瑟说。
相反,研究人员正在研究无线电力传输方案。他引用同事约书亚在华盛顿史密斯的工作传感器系统实验室,那里的研究人员正试图完善无线谐振能量链接(WREL)技术。史密斯和他的同事们最近原型130海里高频电力收割机和监管机构在硅使13.6 mhz频率对权力转移,萨瑟说。
这些只是一些惊人的研究人员在神经工程领域面临的挑战。我不这样做正义因为•萨瑟,Mortiz,史密斯和其他攻击是一个非常复杂的工程问题,但这就是把闪耀在工程师的眼睛不是吗?
他们推动工程的边缘,最终他们的突破将反馈到其他应用程序空间,别人获益。
我当我听演讲从莫里茨•萨瑟最近的东西是不可能当我出生很可能将可能在我的有生之年。
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