Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Lokalna sieć organizmu chroni przed włamaniem do rozrusznika serca

Recommended Posts

Od około 10 lat wiadomo, że możliwe jest włamanie się do rozrusznika serca czy pompy insulinowej i zaszkodzenie użytkownikowi tych urządzeń, a nawet jego zabicie. Teraz inżynierowie z Purdue University znacząco zwiększyli bezpieczeństwo takich urządzeń.

Podłączamy coraz więcej urządzeń do ludzkiego organizmu, od inteligentnych zegarków po wyświetlacze do rzeczywistości wirtualnej. Wyzwaniem jest nie tylko zapewnienie komunikacji tak, by nikt nie mógł jej przechwycić, ale również uzyskanie większych przepustowości przy mniejszym zużyciu energii, wyjaśnia profesor Sheryas Sen.

Płyny ustrojowe bardzo dobrze przenoszą sygnały elektryczne. Dotychczas te swoiste sieci lokalne organizmu (body area networks) wykorzystywały technologię Bluetooth to przesyłania sygnałów. Jednak jej użycie oznaczało, że sygnał można było przechwycić z odległości co najmniej 10 metrów.

Zespół Sena opracował technologię, dzięki której sygnały wędrują po organizmie znacznie bardziej bezpiecznie, nie wychodząc na odległość większą niż centymetr poza powierzchnię skóry, a jednocześnie technologia ta zużywa 100-krotnie mniej energii niż Bluetooth.

Nowa technologia wykorzystuje specjalne urządzenie, które sprzęga sygnały w zakres kwazistatyczny. To bardzo niski stan spektrum elektromagnetycznego. Grupa Sena już współpracuje z rządem i przemysłem w celu wykorzystanie swojego pomysłu w układach scalonych wielkości ziarna piasku.

Prototypowy zegarek opracowany przez naukowców, wysyła sygnały po całym ciele. Grubość skóry czy włosów w żaden sposób nie wpływają na sprawność przesyłania danych, zapewnia Sen.

Po raz pierwszy wykazaliśmy, jak można wykorzystać właściwości fizyczne organizmu do przesyłania sygnałów tak, by nikt nie mógł tych sygnałów podsłuchać, mówi profesor Sen.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, Tomasz Winter napisał:

Pytanie na ile ta sieć jest odporna na celowe zakłócanie, fałszowanie przesyłanych danych itp.

To chyba takie samo pytanie można by zadać bluetooth czy wifi.

Różnica jest taka, że powyższe technologię "widać" z daleka, a tej z artykułu nie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Afordancja napisał:

To chyba takie samo pytanie można by zadać bluetooth czy wifi.

Różnica jest taka, że powyższe technologię "widać" z daleka, a tej z artykułu nie.

Obie kwestie są istotne i w obu technologiach mogą być różne. Postawione pytanie jest bardzo dobre.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      U wybrzeży Australii zauważono dziwaczne „stworzenie” unoszące się w wodzie. Film pokazujący niezwykłe zjawisko umieścili w sieci specjaliści ze Schmidt Ocean Institute. Wspomniane „stworzenie” to najprawdopodobniej kolonia rurkopławów. Wygląda jak jedno zwierzę, ale składa się z wielu organizmów zwanych zooidami.
      W Nowej Zelandii czasem nazywa się to apolemią lub meduzą strunową.
      Specjaliści oceniają, że zewnętrzny pierścień grupy rurkopławów ma obwód około 47 metrów. "Całość wygląda jak jedno zwierzę, ale w rzeczywistości są to tysiące osobników, które tworzą organizm wyższego rzędu", mówi biolog morski Stefan Siebert z Brown University.
      Każdy z zooidów działa jak organ większego organizmu i spełnia różne funkcje. Niektóre z nich mają parzydełka, inne zaś wyposażone są w czerwone wabiki, za pomocą których przyciągają ofiary.
      Na stworzenie natknęli się badacze pracujący w ramach programu Ningaloo Canyons Expedition. Badali oni środowisko morskie w wodach Zachodniej Australii. O regionie tym wiadomo, że występuje tam bogate życie, jednak dotychczas prowadzono tam niewiele badań, nie mamy więc zbyt dużo informacji na ten temat.
      Wody były badane za pomocą zdalnie sterowanych pojazdów. Gdy jeden z nich wracał na powierzchnię, jego kamery zarejestrowały niezwykłe zjawisko. Wszyscy oniemieliśmy, gdy ujrzeliśmy to na ekranie, mówią Nerida Wilson i Lisa Kirkendale z Western Australia Museum. Cała załoga statku chciała to zobaczyć. Rurkopławy są często spotykane, jednak ten był wyjątkowo duży i niezwykle wyglądał, mówią uczone. Obie specjalistki dodają, że napotkane stworzenie to najprawdopodobniej najdłuższe zwierzę na planecie.
      O takich koloniach rurkopławów niewiele wiemy. Prawdopodobnie żyją one na głębokości do 3000 metrów, są nazywane „pływającymi miastami”.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy prowadzony przez doktora Olivera Schmidta z Uniwersytetu Technologicznego w Chemnitz pracuje nad miniaturowymi robotami, które można będzie wprowadzać do ludzkiego organizmu. Roboty miałyby przeprowadzać badania diagnostyczne i dokonywać interwencji chirurgicznych. Badania zostały opisane w artykule A flexible microsystem capable of controlled motion and actuation by wireless power transfer opublikowanym na łamach Nature Electronics.
      Niemal 10 lat temu zaczęliśmy rozwijać koncepcję niewielkich mikrorobotów, które byłyby napędzane potężnymi silnikami odrzutowymi i zawierałyby podzespoły mikroelektroniczne. Wyszliśmy od pomysłu budowy inteligentnego samonapędzającego się mikrosystemu, który wchodzi w interakcje z pojedynczą komórką biologiczną. Syste miałyby być wielkości podobnej do komórki. Zakładamy, że taki mikrorobot będzie zdolny po poruszania się, próbkowania środowiska, przenoszenia ładunków, dostarczania leków i przeprowadzania zabiegów mikrochirugicznych, mówi Schmidt.
      System, który miałby pracować wewnątrz ludzkiego organizmu musi zawierać źródło energii elektrycznej, czujniki, aktuatory, anteny i obwody mikroelektroniczne.
      Schmidt i jego zespół stworzyli niezwykle elastyczny mikrosystem łącząc elektroniczne podzespoły w skali mikro- i nano- na powierzchni chipa. Zasadniczą różnicą pomiędzy tym a innymi podzespołami elektronicznymi jest fakt, że urządzenie Schmidta wyposażono w silnik odrzutowy.
      Sztuka polega na umieszczeniu na zastosowaniu zwiniętego w mikrotubie mocno naprężonego materiału, który jest mocowany z dwóch stron systemu już po zdjęciu go z podłoża. Mikrotuby są pokryte platyną. Gdy wchodzi ona w kontakt z roztworem zawierającym nieco nadtlenku wodoru dochodzi do reakcji, w wyniku której pojawiają się bąbelki tlenu. Bąbelki te są wyrzucane z mikrotub, napędzając cały system za pomocą odrzutu. Grup Schmidta już 12 lat temu wpadła na pomysł takiego napędu. Dopiero teraz udało się go stworzyć.
      Reakcja, dzięki której działa cały napęd, może być kontrolowana za pomocą zmian temperatury miniaturowego silnika. Im jest ona wyższa, tym więcej bąbli powstaje i tym silniejszy jest odrzut. Naukowcy są w stanie kontrolować temperaturę obu silników niezależnie, dzięki czemu całym systemem można swobodnie sterować. Jest to możliwe dzięki temu, że do każdego z nich dołączony jest niewielki element, stawiający opór podczas przesyłania energii elektrycznej. Energię tę dostarcza się bezprzewodowo z zewnątrz. Jest ona odbierana przez niewielką antenę. System działa podobnie jak bezprzewodowe indukcyjne ładowanie telefonu komórkowego.
      Skonstruowany przez Schmidta robot wyposażony został z niewielkie ramię, które może chwytać i wypuszczać obiekty znajdujące się w pobliżu. Również i ono jest sterowane za pomocą zmian temperatury.
      Takie robotyczne ramię to również nowość w samonapędzających się mikrosystemach. Nasz mikrorobot może zostać wyposażony w niewielki LED pracujący w podczerwieni. Można go będzie wykorzystać do śledzenia urządzenia wewnątrz organizmu, mówi Schmidt.
      Wykazaliśmy, że możliwe jest bezprzewodowe dostarczenie energii elektrycznej do ultramałych systemów robotycznych i że ta energia może posłużyć do przeprowadzenia użytecznych czynności, jak zdalne sterowania mikrorobotem, włączanie i wyłączanie LED. W następnym kroku naszych badań chcemy spowodować, by system działał w płynach ustrojowych, takich jak krew. W tym celu musimy nieco przebudować nasze silniki, dodaje uczony.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Urządzenie wielkości zegarka może monitorować chemię organizmu, by pomóc w poprawie osiągów sportowych czy zidentyfikować ewentualne problemy zdrowotne. Jego twórcy uważają, że potencjalnych zastosowań jest wiele: od wykrywania odwodnienia po monitorowanie regeneracji organizmu.
      Technologia pozwala prowadzić w czasie niemal rzeczywistym testy pod kątem szerokiej gamy metabolitów - opowiada prof. Michael Daniele z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej.
      W tym weryfikującym koncepcję badaniu wykorzystaliśmy pot ochotników. Monitorowaliśmy poziom glukozy, mleczanów, a także pH oraz temperaturę.
      Wymienialny pasek mocowany z tyłu urządzenia wyposażono w czujniki chemiczne. Pasek styka się ze skórą użytkownika i jego potem. Dane z czujników są interpretowane przez urządzenie, które zapisuje wyniki i przekazuje je np. do smartfona czy smartwatcha.
      Urządzenie ma wielkość przeciętnego zegarka, ale zawiera elementy analityczne stanowiące odpowiednik 4 pokaźnych aparatów elektrochemicznych, stosowanych obecnie do pomiaru metabolitów w laboratorium. Opracowaliśmy coś przenośnego, by można tego było używać w terenie.
      Autorzy artykułu z pisma Biosensors and Bioelectronics dodają, że paski można dostosować, tak by monitorować różne markery zdrowotne i sportowe, np. elektrolity.
      Mamy nadzieję, że [kiedyś] nasz sprzęt sprawi, że nowe technologie ograniczą urazy odnoszone podczas treningów wojskowych i sportowych; problemy zdrowotne zostaną bowiem wykryte, nim osiągną punkt krytyczny. Za jego pomocą można by też śledzić osiągi w czasie i, na przykład, ustalać, jaka kombinacja diety i innych zmiennych jest korzystna.
      Obecnie prowadzone są dalsze testy w różnych warunkach. Chcemy potwierdzić, że urządzenie może zapewniać stały monitoring podczas wykorzystania przez dłuższy czas.
      Daniele mówi, że trudno określić cenę dla klienta. Wiadomo jednak, że cena paska, który może wytrzymać co najmniej dobę, powinna być podobna jak dla pasków do glukometrów.
      Naukowcy szukają partnerów przemysłowych, by ocenić opcje komercjalizacji rozwiązania.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańscy naukowcy stworzyli pierwsze żywe maszyny. Zbudowali je z komórek żaby szponiastej (Xenopus laevis), bezogonowego płaza zamieszkującego Afrykę. Roboty poruszają się i można je dostosowywać do swoich potrzeb. Jednym z najbardziej udanych jest miniaturowa maszyna wyposażona w dwie nogi. Z kolei inny projekt zawiera wewnątrz otwór, w którym może transportować niewielkie ładunki.
      Jak zapewnia Michael Levin, dyrektor Allen Discovery Center na Tufts University, to całkowicie nowe formy życia. Nigdy wcześniej nie istniały one na Ziemi. To żywe, programowalne organizmy. Tego typu rozwiązanie ma olbrzymie zalety w porównaniu z tradycyjnymi robotami. Po pierwsze, żywe roboty potrafią samodzielnie się naprawić. Po drugie zaś, można je zaprogramować tak, by po wykonaniu zadania ginęły, ulegając naturalnemu rozkładowi, jak inne organizmy żywe.
      Ich twórcy uważają, że w przyszłości tego typu roboty mogą np. oczyszczać oceany z mikroplastiku, samodzielnie lokalizować i przetwarzać toksyczne substancje, dostarczać leki do wyznaczonego miejsca w organizmie czy w końcu oczyszczać ze złogów ściany naczyń krwionośnych.
      Projektowaniem robotów zajmuje się specjalny „algorytm ewolucyjny” działający na superkomputerze. Projektowanie zaczyna się od symulacji przypadkowego połączenia 500 do 1000 komórek skóry i serca. Następnie każdy z takich robotów jest wirtualnie testowany. Te projekty, które najlepiej odpowiadają oczekiwaniu naukowców, mają największą szansę wykonać założone zadania, są dalej rozwijane i na ich podstawie tworzy się nowe roboty.
      Urządzenia są napędzane przez komórki serca, które spontanicznie kurczą się i rozszerzają, działając jak niewielkie silniki. Robotów nie trzeba niczym zasilać. Komórki mają na tyle dużo energii, że żyją przez 7-10 dni.
      Grupa Levina poczekała na 100. generację robotów stworzonych przez algorytm i z niej wybrała niektóre projekty do zbudowania ich w laboratorium. Jako, że do stworzenia maszyn użyto komórek Xenopus, urządzenia zyskały miano „xenobotów”.
      Architektura xenobotów jest, jak zapewniają twórcy, skalowalna. Podczas eksperymentów z prawdziwymi robotami powstały takie, które poruszały się w wodzie po linii prostej, inne krążyły w kółko, jeszcze inne tworzyły grupy. Można je wyposażyć w naczynia krwionośne, układ nerwowy czy komórki odbierające np. bodźce świetlne i stworzyć w ten sposób proste oczy. Jeśli do zbudowania robotów użyjemy komórek ssaków, urządzenia będą mogły pracować na suchym lądzie.
      Głównym celem prac zespołu Levina jest zrozumienie życia i tego, jak ono powstaje i funkcjonuje. Oczywiście rodzi to wiele pytań etycznych, chociażby o status xenobotów. Czy należy uznawać je za roboty, czy za organizmy żywe. I do jakiego stopnia złożony powinien być ich układ nerwowy.
      Xenoboty zostały szczegółowo opisane na łamach PNAS, w artykule A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms.


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Japonii, bo gdzie by indziej, powstało ręczne urządzenie Kurasa Wash do mycia naczyń bez dotykania i brudzenia dłoni. Po umieszczeniu obiektu w 2 regulowanych uchwytach wystarczy nacisnąć guzik, a naczynie zacznie się obracać, a gąbki i szczotki zrobią swoje. Na końcu użytkownik musi po prostu odkręcić wodę do płukania.
      Kurasa Wash waży 650 g. Producent - firma Thanko - twierdzi, że dzięki ergonomicznemu uchwytowi ręka się nie męczy. Po pełnym załadowaniu, które trwa ok. 120 min, z urządzenia można korzystać nieprzerwanie przez godzinę.
      Myjka "współpracuje" z naczyniami o średnicy do 220 mm i głębokości do 60 mm, można jej więc używać do czyszczenia zarówno talerzy, jak i misek. Radzi też sobie ze sztućcami i pałeczkami, które wystarczy przełożyć pomiędzy włosami szczotek i gąbkami.
      Kurasa Wash zadebiutowało 31 lipca i kosztuje 8800 jenów (ok. 79 dolarów).
       


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...