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    新型智能芯片使低功耗無線神經植入成為可能

    新加坡南洋理工大學(NTU新加坡)的科學家已經開發出一種小型智能芯片,該芯片可以與神經植入物配對使用,以有效地無線傳輸大腦信號。神經植入物嵌入大腦后可以緩解帕金森氏病的虛弱癥狀,或使截癱患者能夠移動假肢。

    但是,它們需要通過電線連接到體外的外部設備。對于假肢患者,將神經植入物連接到計算機,該計算機對大腦信號進行解碼,從而使假肢可以移動。

    這些外部電線不僅麻煩,而且使電線進入大腦的永久性開口增加了感染的風險。

    NTU科學家開發的新芯片可以實現無線數據和高精度的大腦數據傳輸。

    NTU電氣與電子工程學院的助理教授Arindam Basu表示,研究團隊已經根據動物模型記錄的數據對芯片進行了測試,結果表明該芯片可以解碼95%的準確度的大腦對手和手指的信號。

    “ Basu教授解釋說:“我們開發的是一款用途非常廣泛的智能芯片,可以處理數據,分析模式并找出差異。”

    “它的效率比市場上當前的處理芯片高一百倍。這將導致更緊湊的醫療可穿戴設備,例如便攜式ECG監測設備和神經植入物,因為我們不再需要大電池為它們供電。”

    與其他無線植入物不同

    為了實現解碼腦信號的高精度,植入物需要數千個原始數據通道。為了無線傳輸大量數據,還需要更多的功率,這意味著更大的電池或更頻繁的充電。

    這是不可行的,因為大腦中的植入物空間有限,而頻繁的充電意味著植入物不能用于信號的長期記錄。

    因此,當前的無線植入物原型缺乏準確性,因為它們缺乏發送數千個原始數據通道的帶寬。

    巴蘇教授沒有擴大電源來支持原始數據的傳輸,而是試圖減少需要傳輸的數據量。

    NTU的專利智能芯片被設計為具有極高的功率效率,它將在壓縮結果并將其無線發送到小型外部接收器之前,對來自大腦神經植入物的數千種信號進行分析和解碼。

    這項發明及其發現已于上月在世界著名的技術進步專業協會電氣與電子工程師協會的著名期刊《生物醫學電路與系統的IEEE交易》上發表。

    在過去的三個月中,其基礎科學還參加了三個國際工程會議(兩次在亞特蘭大,一次在)。

    多種用途的多功能智能芯片

    這款新的智能芯片旨在分析數據模式并發現任何異?;虍惓DJ?。

    例如,在遠程攝像機中,可以對芯片進行編程,以僅在檢測到特定類型的汽車或不尋常的東西(例如入侵者)時將視頻發送回服務器。

    這對于物聯網(IOT)極為有利,因為每個電氣和電子設備都通過智能芯片連接到Internet。

    市場研究公司Gartner Inc的一份報告預測,到2016年將有64億智能設備連接到Internet,到2020年將增加到208億設備,減少網絡流量將是大多數公司的首要任務。

    使用NTU的新芯片,這些設備可以在現場處理和分析數據,然后再將重要的詳細信息以壓縮包的形式發送回去,而不是發送整個數據流。這將減少超過一千倍的數據使用量。

    現在,Basu教授正在與新加坡技術電子有限公司進行談判,以調整其智能芯片,該芯片可以顯著降低功耗以及由電池供電的遠程傳感器(例如攝像機)傳輸的數據量。

    該團隊還希望與當地一家電子公司合作,將芯片的應用擴展到商業產品中,例如針對智能家居傳感器網絡對其進行定制。

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