当植入设备越来越多,“体联网”或许正在构成

来源:脑极体 ·2018年09月08日 23:43

智能家居的概念提呈现已有三十多年,但其呈现出爆发式的开展速度也就是人工智能鼓起的这几年。跟着技能的开展,各种家具产品都相继嵌入了长途操控、智能感知、多模态交互等智能化计划。这时家居产品的特点是:使用时的彼此独立。

依然要对每件家居产品进行独立操作明显仍是有点费事,所以在人工智能自然语言处理技能逐步老练之后,人们终究挑选了智能音箱作为一致的操控进口。把涣散的智能家居产品联系起来,构成一个家庭规模内的物联网,能够说是智能音箱被赋予的特定任务。

而除了家庭物联网之外,还有许多其他的物联网环境,比方车联网。它们的一个类似特点是:在一个详细场景中,由一个进口或许中枢把场景规模之内的各种设备衔接起来,然后构成一个全体。从这个视点来讲,人体却是也挺契合这样一个特征。

咱们知道,跟着医疗器械的微型化,人体现已能够被植入许多的设备以进行目标检测或许功用保持,比方心脏起搏器、胰岛素泵、各种芯片、导管支架等,有的设备乃至需求在体内长时刻保持。在未来可能植入更多设备的状况下,人体很有可能将因而变得紊乱而费事。

那么,有没有一种设备能够像智能音箱那样,将人体植入设备联系起来,然后构建一个“体联网”呢?

前进生计质量的人体植入设备,还存在哪些缺乏?

现在人体植入设备分类有许多种,有植入类资料和器官,比方各种填充资料、器官辅佐设备、植入性人工器官,有介入器件如各种导管导丝、管鞘等。在这些植入型设备中,以人工器官、辅佐设备等内在的电子元件最多,未来也可能会呈现医疗微型机器人等愈加先进的设备。

虽然这些植入性设备对前进人类的生计质量起到了很大的积极效果,但其也存在着一些不容忽视的问题。

榜首,设备的电池问题。无线充电技能也只是是刚刚鼓起,对这些植入性设备而言,穿过人体的皮肤或许肌肉进行无线充电明显更是一大难题。处于这个考虑,现在大部分功用性植入设备仍是需求为电池预留空间,这也势必会添加设备的体积。

由此就会发生两个问题。电池终将会耗尽,到时就需求经过二次收入将设备取出再进行重新安装,无疑会添加患者的苦楚。另一方面,人体为了自我维护,往往会发生排异反响,植入物体积越大,其有可能发生的排异问题也就越多,比方肌肉红肿、坏死等。

第二,设备的数据操控问题。跟着技能的开展,越来越多的植入性医疗设备上都加载了许多电子元件以进行长途数据的交流和操控,以便能够即时或定时取得设备的运转状况、人体的相关数据。假如一个人身上只要一件心脏起搏器或许胰岛素泵也就无所谓了,可是假如患者身上植入了多个设备呢?

这就有点像独立式的智能家居产品了。未来的人体植入设备可能并不只是是如以上两个产品的救命和保持生命之需,还可能会是植入用来检测体温、血糖、血液成分等不同类型的芯片,以进行实时的身体目标数据的检测,乃至是为了满意自己的某种喜好或特别需求而植入,比方在后脑勺植入个相机、在头顶植入个天线什么的。

当人体逐步由朴实的血肉之躯,变成“半机械化”,可能咱们就需求有一个一致的大脑对其进行全面掌控了。否则的话,一个设备对应一个APP,一个一个翻,谁受得了?

IVN能给咱们带来什么?

由麻省理工学院、哈佛医学院和布里格姆女子医院的研究者们研制的IVN(In-Vivo Networking,体内联网体系)将可能对体内设备供电和通讯供给一个绝佳的解决计划。

IVN由两部分组成,一个是体外无线电波发射基站,另一个则是体内植入设备。

在充电这一方面,因为人体肌肉的阻挠,一般的无线充电方法往往还没有进到设备就被涣散了。IVN则经过天线阵列发射不同频率的无线电波,来对植入设备进行供电。当在某一个点,发射的电波频率一起到达最高点的时分,其就能够打破为设备供电所需的能量阈值。这就使与之调配的植入设备完成无线充电供给了可能。

而这个专门研制的植入设备,现在为止只是只要一粒米般巨细。

那么,依照研究人员的想象,今后一切的体内植入设备都能够将电池去掉,直接选用这种设备来进行无线供电。当然,要完成这种操作,该无线充电设备还应该再小一点才能够。正本现在的植入电池体积就现已很小了,假如比电池还要大,或许两者大差不差,那其含义就要打个折扣了。

而IVN的效果并不只是是进行无线充电,它还兼具了其他功用。

首要,设备能够被安装在智能药丸里边,进行操控性开释药物医治疟疾、阿兹海默症等疾病。其次,其能够被独自拿来或许附着在其他植入性设备上来进行各种身体器官的数据监测,比方肠道细菌、血糖等,并将这些数据发送到体外接纳设备进行剖析。一起其还能够与脑部的影响器结合起来医治帕金森、癫痫等。

这儿引起咱们留意的就是对身体器官数据的检测。也就是说,在经过该设备充电的时分,其他植入设备能够将数据直接存储到该设备,然后将一切的数据一致传输到外界。这样形成的成果就是,本来医师只能拿到心脏起搏器的数据进行独自剖析,而现在是能够一起接纳到体内一切相关的数据,然后进行归纳剖析,然后对身体数据全面评价。

那么由此激起的想象力是:假如在该体系中参加人工智能的模块,身体各个部位的设备数据在进行汇总之后即马上能够的出来一个根本的评测,将大大减轻医师的工作量,也更有助于患者的个人健康。

从这个视点上来说,IVN实际上是把几乎一切的体内设备给衔接起来,构成了一个体内植入物的联网。

当然,这项技能可能连终究老练地进行无线充电都需求好几年,要想构成对人体植入设备的大衔接,需求的时刻会更久。但它至少,让咱们看到了这种可能性。

体联网当然夸姣,但安全更重要

那么,作为一项姑且躺在论文里的新测验,IVN的老练使用也面临着一些问题。

首要,人体对电波的涣散依然是技能攻关的难点。也就是说,无线信号在穿过人体的时分会迅速地衰减,以至于弱小的的信号很难对植入设备如传感器等供电。现在,研究人员在一些哺乳类动物,尤其是猪的身上现已进行了相关测验,比方猪的皮肤以下以及猪胃内10厘米深的当地。在皮肤表层,其能够完成38米的供电间隔;而在10厘米的猪胃,则只能完成1米之内的供电。假如今后对人体供电的话,1米的间隔明显存在很大的局限性。

其次,植入设备与其他植入设备的数据交流问题。就像不同品牌的智能音箱对不同品牌的智能家电产品的操控会有不同相同,医疗植入设备也是由不同的数据传输方法的。适配无线充电不是什么大问题,但要想把不同厂家出产的不同设备的数据进行一致,就需求拟定相关的协议了。究竟数据对产品和厂家是十分灵敏的,要把这些东西都交给一个中枢进行处理,肯定要触及数据敞开的问题。假如这个问题处理欠好,IVN想要打造一个“体联网”恐怕任重而道远。

最终,要愈加留意采纳安全防范措施。曾经黑客可能侵略心脏起搏器或许胰岛素泵,经过对某一个器官设备的搅扰来到达劫持的意图。而现在假如把一切的设备都衔接在一起,一旦被黑客侵略,其就不是一个两个器官的问题,而是对整个人的一切状况一目了然。就像智能家居被人操控之后搞恶作剧相同,黑客把握了对人的体内植入设备的操控,几乎就相当于对此人的全面接收,真的是能够随心所欲。

或许现在谈体联网还为时尚早,究竟体内植入设备现在依然是以医疗为主要范畴,且触及电子设备的产品一般都价格比较贵重,因而受众面并不大。但跟着技能的前进,设备植入在未来将可能成为人们的一般日常。那么尽早给这些设备做个一致的衔接点,也算是有备无患吧。

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