الکترونیک تزریقی: آینده فناوری دستگاههای پوشیدنی
کم کم زمان آن رسیده که عینک گوگل و سایر تجهيزات الکترونیکی قابل پوشیدن خود را فراموش کنید، چرا که در آیندهای نه چندان دور دیگر نیازی به پوشیدن دستگاههای محاسباتی به شیوه کنونی وجود نخواهد داشت و قرار است آنها را درون بدن خود جاسازی كنيد. با جاسازی تراشهها درون بدن شما چه با روش اتصال آنها به اعصاب یا قرار دادن آن درون عضلات یا زیر پوست، یک شیوه تعاملی جدید بین انسان و کامپیوتر شکل خواهد گرفت.
الکترونیک تزریقی چگونه کار میکند؟
در حال حاضر، ایمپلنتها به عنوان یک شیوه رایج در ارائه خدمات پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند. رئیس بخش بهداشت دیجیتال مشاوران کمبریج، وایشالی کامت، از جمله افرادی است که فکر میکند آینده در اختیار یکی از روشهای تزریق ایمپلنتهای مینیاتوری است که این امکان را فراهم میکند تا به طور مستقیم تحریک اعصاب را مورد هدف قرار داد. او میگوید: «زمانی که امکان کنترل و برقراری ارتباط با یک ایمپلنت یا دستگاه تزریق شده فراهم شود، یک سری از خدمات پزشکی نظير ردگیری آنی میزان رشد تومور یا کنترل و رساندن موضعی دارو فراهم خواهد شد.» نام این روش «مدولاسیون عصبی» است.
مجهز کردن بدن با هر گونه دستگاه نظارت فیزیولوژیکی هوشمند این امکان را به وجود خواهد آورد تا به طور خودکار بتوان در موارد اضطراری مثل حمله قلبی، خدمات اورژانسی را فراخوانی کرد. کامت در ادامه میافزاید: «درمان به روش مدولاسیون عصبی میتواند در پاسخ به بیماری صرع قریب الوقوع یا افزایش لرزشهای بیماری پارکینسون مورد استفاده قرار گيرد. با دسترسی مستقیم به اعصاب، این امکان به وجود خواهد آمد تا با شناسایی مسیرهای عصبی در شرایطی مثل افسردگی و چاقی امکان مداوا فراهم شود.»
تزریق الکترونیک در کدام یک از کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد؟
کاربردهای پزشکی به طور بالقوه وسیع و گسترده هستند. مدیر توسعه تجارت پزشکی Plextek Consulting، کالت جانسون میگوید: «فناوری میتواند برای کمک به احیای بافتهای آسیب دیده مغز یا کمک به کنترل موثرتر بیماری دیابت با فراهم کردن یک روش هوشمندانه برای کنترل سطح انسولین به کار گرفته شود. الکترونیک تزریقی همچنین میتواند روشهای کاربردی مشابهای را در تنظیمات شیمیایی مغز برای افرادی که از مشکل عدم تعادل رنج میبرند و همچنین برای افراد مبتلا به بیماریهای مرتبط با هورمون رشد را فراهم کند. علاوه بر این، از آنها میتوان برای کمک به کنترل پروتزها به وسیله واکنش به حرکت عضلات استفاده کرد.»
کالت جانسون، مدیر توسعه تجارت پزشکی Plextek Consulting
در ماه ژوئن گروه پژوهشی لیبر در دانشگاه هاروارد یک توری قابل تزریق را معرفی کردند که قادر بود سیگنالهای الکتریکی درون مغز موشها را شناسایی کند، چنین دستاوردی میتواند به دانشمندان در حل معمای چگونگی برقراری ارتباط بین سلولهای مغزی کمک کند. تزریق این توری از طریق یک سوزن با قطر تنها 0.1 میلی متر انجام گرفته بود.
به تازگی محققان موفق به تزریق یک ایمپلنت توری شکل به داخل مغز موشها شدهاند (عکس از گروه محققان لیبر، دانشگاه هاروارد)
آیا میتوان از الکترونیک تزریقی به عنوان نسل آینده فناوری پوشیدنی استفاده کرد؟
کامت میگوید: «بله، سرعت پیشرفت فناوری به اندازهای است که میتواند به مرحله انجام چنین کاری برسد. این شیوه از درمان به وسیله میکروالکترونیکها امکان‌پذیر است و با حداقل صدمات ناشی از انجام چنین فرآیندی میتوان عمل تزریق یا رساندن دستگاه به موقعیت مورد نظر در بدن را فراهم ساخت.» برای افرادی که تمایلی به قرار دادن اجسام خارجی زیر پوست خود ندارند، کامت به برچسبهای شناسایی (ID tag) اشاره میکند که سالها است برای ردگیری حیوانات دست آموز به آنها ایمپلنت میشود.
آیا در آینده میتوان دست بندهای هوشمند را مثل استخوان فک درون بدن جاسازی کرد؟
آیا از بلوتوث و برنامههایی برای کنترل آن در داخل بدن هم میتوان استفاده کرد؟
کامت میگوید: «بله، این امکان وجود دارد که فرستندههای بی‌سیم را درون بدن جاسازی کرد و سیگنالهای لازم را از طریق یک دستگاه خارجی به آن ارسال یا از آن دریافت کرد. این شیوه در حال حاضر نیز از طریق یک دستگاه خارجی اختصاصی پزشکی در حال انجام است. به عنوان نمونه، دستگاههای ضربان‌ساز قلب به همین شیوه درون بدن فرد بیمار نصب میشوند و اخیرا نیز با استفاده از یک تلفن هوشمند میتوان این‌گونه دستگاهها را کنترل کرد. مشکل اینجا است که با جاسازی دستگاههایی که به برخی از انواع پروتکلهای بی‌سیم (به طور خاص بلوتوث) مجهز هستند نمیتوان به همین سادگی سیگنال آنها را از داخل بدن دریافت کرد، زیرا بافت بدن انسان بیشتر سیگنالهای 2.4 گیگاهرتزی را جذب میکند. اما ما مشغول کار روی توسعه برخی فناوریهای اختصاصی هستیم که انجام چنین کاری را ممکن میسازد.»
آیا این بایوهکینگ است؟
به طور طبیعی وقتی صحبت از الکترونیک تزریقی و دستگاههای پوشیدنی جاسازی شده در میان باشد، موضوع بایوهکینگ و سایبورگها هم مطرح میشود. متخصص فنی IEEE دکتر کوین کوران، بر این عقیده است که پزشکان امیدوارند که بایوهکینگ بتواند به افراد دارای معلولیت کمک کند. او میگوید: «انواع متفاوتی از بایوهکینگ از تلاش برای وارد کردن ایمپلنتها به توالی ژنها، و کار با گیاهان و باکتریها تا خون و سنسورهای الکترونیکی وجود دارد. اما بایوهکرها همگی بر این باور هستند که فناوری این قدرت را دارد تا موجودیت ما را بهبود بخشند.»
محققان دانشگاه کالیفرنیا اخیرا یک خالکوبی زیستی را توسعه دادهاند که عرق را تحت نظر قرار میدهد. دکتر کوران میگوید: «این را نیز میتواند به عنوان سنسورهایی که به پوست متصل میشوند در حیطه بایوهکینگ طبقه‌بندی کرده و آن را برای ردگیری توازن شیمیایی ورزشکاران برای سنجش میزان فعالیت فیزیکی آنها مورد استفاده قرار داد.»
آیا این یک پیشرفت طبیعی از کمیت شناسی فردی است؟
جانسون میگوید: «میتوان از ایمپلنتها برای تحت نظر گرفتن فعالیتها و گسترش عملکرد دستگاههای پوشیدنی در حوضه سلامت و بهزیستی استفاده کرد. ایمپلنتها میتوانند اطلاعات زیادی را در اختیار مصرف کنندگان قرار دهند که از جمله آنها میتوان به اطلاعاتی در مورد سطح هورمون، ترشح آندرنالین، ساخت لاکتوز، هیدراتاسیون و تغذیه اشاره کرد.»
طی سال‌های اخیر فناوری دستگاههای پوشیدنی و نرم‌افزارهای مرتبط با آن به یک روش کلیدی برای توجه بیشتر مردم به وضعیت فعالیت بدنی خود تبدیل شده است. کوران که معتقد است تقاضا برای تحت نظر گرفتن وضعیت سلامت بدن رو به افزایش است میگوید: «ما روز به روز بیشتر شاهد حضور دست بندهایی هستیم که با سنسورهای سنجش ضربان قلب، دادههای زیستی، شمارنده تعداد قدمها، اندازه گيری میزان کالری سوخته شده، کیفیت خواب و خیلی چیزهای دیگر مراقب سلامتی ما هستند.»
او برای مثال به تلفن هوشمند Galaxy S5 سامسونگ اشاره میکند که میتواند از طریق دوربين خود گردش خون را مشاهده کند. Apple Watch هم میتواند ضربان قلب را بررسی کند. او میگوید: «اما این نوع بررسیها محدود هستند و این امکان نیز وجود دارد که اطلاعات دریافتی از آنها ناقص بوده و یا دقیق نباشد.» یک دستگاه تزریقی باید به اندازهای دقیق و قابل اطمینان باشد تا بتوان از آن برای مقاصد پزشکی استفاده کرد.
Samsung Galaxy S5 میتواند با استفاده از دوربين خود جریان خون را بررسی کند
آیا ما میتوانیم از ایمپلنتها برای احرازهویت یا شیوهای برای پرداخت استفاده کنیم؟
حمل کارتپ‌های هوشمند برای استفاده در حمل و نقل عموی و استفاده از تلفن برای پرداخت وجه (مثل Apple Pay) ممکن است در حال حاضر به عنوان یک فناوری پیشرفته کامل شناخته شوند، اما بسیاری از معاملاتی که نیاز به احراز هویت فرد دارند را میتوان به راحتی از طریق ایمپلنتها انجام داد. کامت میگوید: «با جایگزین کردن ایمپلنتهای الکترونیکی به جای گجتها و دستگاههایی که ما امروزه با خود حمل میکنیم امکان انجام بسیاری از خدمات الکترونیکی فراهم خواهد شد. به عنوان مثال در مورد سیستم احراز هویت و پرداخت، یک تراشه کوچک که به صورت زیر جلدی درون مچ دست شما قرار گرفته میتواند به تنهایی وظایف کارتهای اعتباری یا گواهینامه رانندگی شما را انجام دهد.»
برچسبها و تراشههای RFID قرار گرفته در زیر پوست مچ دست میتواند جایگزین یک کارت هوشمند شود (عکس از Universal Smart Cards)
البته انجام چنین کارهایی را میتوان با ظرافت بسیار بیشتری انجام داد. کامت میگوید: «ایمپلنتهای الکترونیکی میتوانند امکان سنجش روشهای مختلف فیزیولوژیکی را بهتر و دقیقتر انجام دهند.»
اینها تنها مربوط به ما نمیشود، قابلیت تزریق الکترونیک را میتوان روی همه موجودات زنده انجام داد. جانسون میگوید: «پتانسیل انجام چنین روشی برای کاربردهای غیر پزشکی نیز وجود دارد، نمونهای از آن نظارت بر محیط زیست و وضعیت پوشش گیاهی جنگلهای انبوه است. اطلاعات به دست آمده از این فناوری به صنعت کمک خواهد کرد تا درک بهتری از یک اثر خاص زیست محیطی داشته باشد.»
اما بیشتر از همه این انسانها هستند که در اولويت قرار دارند. کوران میگوید: «در نهایت ما تمایل داریم که دستگاههایمان را به نحوی در محیط پیرامون خود مخفی کنیم و با باز کردن فضای بیشتر محیط زندگی را قابل تحملتر کنیم، و کجا بهتر از بدن خودمان برای مخفی کردن؟»
انتشار: 1394/09/08 - 19:28:43
