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
      Na podwodnych szczytach w centrum Oceanu Arktycznego, w jednym z najuboższych w składniki odżywcze regionów oceanów, odkryto wielkie kolonie gąbek. Wydaje się, że żywią się one... szczątkami wymarłej fauny. Współpracują przy tym z mikroorganizmami, dzięki którym mają dostęp do składników odżywczych. Niezwykłego odkrycia dokonali naukowcy z niemieckiego Instytutu Mikrobiologii Morskiej im. Maxa Plancka, Instytutu Alfreda Wegenera i międzynarodowy zespół naukowy współpracujący z nimi w ramach ekspedycji Polarstern. Poinformowali o nim na łamach Nature.
      W regionie, gdzie dokonano niezwykłego odkrycia, znajduje się bardzo mało składników odżywczych. Ocean jest tutaj bez przerwy pokryty lodem, więc z powodu słabego dostępu do światła produktywność glonów jest niewielka, niewiele więc opada na dno. Mimo to na szczytach wygasłych wulkanów zauważono niespodziewanie bogaty ekosystem. Jest on zdominowany przez gąbki, które dorastają tutaj do imponujących rozmiarów. Ich średnica dochodzi nawet do 70 centymetrów.
      Na szczytach wulkanicznych tworzących Grzbiet Langseth znaleźliśmy wielkie kolonie gąbek, jednak nie mieliśmy pojęcia, czym się one żywią, mówi Antje Boetius, główny naukowiec ekspedycji Polarstern. Naukowcy pobrali próbki i poddali je analizie. Wykazała ona, że gąbki żyją w symbiozie z mikroorganizmami, dzięki czemu mogą wykorzystywać starą materię organiczną. Dzięki temu żywią się pozostałościami wymarłych mieszkańców tych szczytów górskich, jak np. szczątkami robaków, wyjaśnia główna autorka badań Teresa Morganti.
      Gąbki to jedne z najprostszych zwierząt. Odniosły wielki sukces ewolucyjny, spotykamy je zarówno na płytko położonych tropikalnych rafach koralowych, jak i w podbiegunowych głębinach. Wiele z nich żyje w symbiozie z mikroorganizmami, które zapewniają im zdrowie i dostęp do pożywienia. Mikroorganizmy te wytwarzają antybiotyki, rozkładają składniki odżywcze do form przyswajalnych przez gąbki czy rozkładają wydzieliny gąbek. Podobną symbiozę zaobserwowano w przypadku do rodzaju Geodia, który dominuje we właśnie odkrytych koloniach arktycznych.
      Teresa Morganti we współpracy z Anną De Kluijver z Uniwersytetu w Utrechcie, przyjrzały się szczegółowo pobranym próbkom i stwierdziły, że przed tysiącami lat w badanym miejscu istniał bogaty ekosystem, dom dla wielu zwierząt. Teraz gąbki rozwijają się na szczątkach tego ekosystemu.
      Mikroorganizmy mają tam idealne warunki do życia, z czego korzystają gąbki. Jednak nie jest to współpraca jednostronna. Gąbki działają tam jak inżynierowie ekosystemu. Wytwarzają one bowiem spikule (skleryty), twarde igłokształtne struktury, budujące ich szkielet i tworzące rodzaj mat, po których gąbki się przemieszczają. Maty takie ułatwiają gromadzenie się materiału biologicznego.
      Grzbiet Langseth to pasmo górskie znajdujące się niedaleko Bieguna Północnego. Wody powyżej są bez przerwy pokryte lodem. A mimo to biomasa występujących tam gąbek jest porównywalna z biomasą gąbek w płytszych wodach o znacznie lepszym dopływie składników odżywczych. To unikatowy ekosystem. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy czegoś takiego na szczytach górskich w środkowej części Oceanu Arktycznego. Na badanym obszarze pierwotna produkcja wód znajdujących się powyżej zapewnia mniej niż 1% zapotrzebowania gąbek na węgiel. Dlatego też ten ogród gąbek może być zjawiskiem przejściowym. Jednak to bogaty ekosystem, w skład którego wchodzą też koralowce, mówi Antje Boetium.
      Arktyka należy do obszarów najbardziej dotkniętych skutkami globalnego ocieplenia. A ostatnie odkrycie pokazuje, jak mało wiemy o tym obszarze i jego unikatowym ekosystemie, który może ulec zniszczeniu, zanim go poznamy.
      Przypomnijmy, że niedawno podobnie zdumiewającego odkrycia dokonano po przeciwnej stronie kuli ziemskiej, gdy pod lodami Antarktyki odkryto największy na świecie obszar rozrodu ryb.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z MIT stworzyli włókno zawierające układy pamięci, czujniki temperatury i korzystające z oprogramowania trenowanego na sieciach neuronowych, które będzie mogło śledzić naszą aktywność fizyczną. Po wszyciu w ubranie włókno takie będzie odbierało, przechowywało i analizowało dane dotyczące tego, co robimy.
      Profesor Yoel Fink, główny badacz w Research Laboratory of Electronic i jeden z twórców włókna mówi, że dzięki niemu można będzie śledzić nieznane dotychczas wzorce działania organizmu, co może przydać się zarówno sportowcom monitorującym swoje postępy, badaczom chcącym śledzić wpływ interwencji medycznych na organizm, jak i lekarzom pragnącym wcześnie wykrywać oznaki chorób. Z czasem możliwości takiego włókna mogą się zwiększać. Być może kiedyś pozwoli ono np. na uchwycenie ważnych momentów w życiu, rejestrując np. piosenkę graną podczas ślubu.
      Dotychczas włókna elektroniczne były włóknami analogowymi, przetwarzającymi ciągły sygnał elektryczny. Tutaj zaś mamy włókno cyfrowe. To pierwsze włókno przechowujące i przetwarzające dane cyfrowe. Pozwala na poszerzenie właściwości tekstyliów i ich programowanie, mówi Fink.
      Nowe włókno powstało z setek krzemowych mikroukładów, które umieszczono w formie i wykorzystano stworzenie polimerowego włókna. Dzięki precyzyjnej kontroli przepływu polimeru, naukowcy byli w stanie stworzyć włókno długości dziesiątków metrów, które zapewnia nieprzerwane połączenie elektroniczne pomiędzy umieszczonymi nań mikroukladami. Włókno jest cienkie, elastyczne, przechodzi przez ucho igły, może być wszywane w tradycyjne materiały i wytrzymuje co najmniej 10 cykli prania. Jeśli zostanie umieszczone w koszuli, nie będziesz czuł jego obecności. Nie będziesz nawet wiedział, że tam jest, mówi doktorant Garbiel Loke, członek zespołu badawczego.
      Nowe włókno ma bardzo szerokie możliwości. Pozwala na przykład kontrolować poszczególne elementy. Możemy opisać włókno jako korytarz, a mikroukłady jak pokoje, z których każdy ma unikatowy identyfikator, mówi Loke. Naukowcy opracowali metodę adresowania, która pozwala na włączanie wybranych układów, bez jednoczesnego włączania innych.
      Włókno dysponuje też sporą ilością pamięci. Naukowcy byli w stanie zapisać, przechować i odtworzyć kilkuset kilobajtowe pliki filmowe czy muzyczne. Można je było przechowywać w włóknie przez w miesiące bez potrzeby zasilania samego włókna.
      Naukowcy przeprowadzili też eksperyment, w ramach którego stworzyli ze swojego włókna układ pamięci składający się z sieci 1650 połączeń. Wszyli to następnie w rękaw t-shirta, co pozwoliło na zarejestrowanie 270 minut danych nt. temperatury ciała osoby noszącej koszulkę i przeanalizowanie, jak temperatura ta miała się do różnej aktywności osoby. Następnie na podstawie takich danych wytrenowali swoje włókno na sieci neuronowej, dzięki czemu z 96-procentową dokładnością było ono w stanie określić aktywność fizyczną, jakiej w danym momencie oddawała się badana osoba.
      W przyszłości takie włókna mogą na bieżąco monitorować osoby starsze lub chore, alarmując w razie wykrycia niepokojących zmian, jak zaburzenia oddychania czy nieprawidłowy rytm serca. Obecnie włókno kontrolowane jest przez niewielkie zewnętrzne urządzenie, więc jego twórcy chcą teraz skupić się nad stworzeniem mikrokontrolera, który będzie można wszyć w samo włókno.

      « powrót do artykułu
    • 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
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...