บาคาร่า สมัครบาคาร่าใช้กันอย่างแพร่หลายในการติดตามและทำแผนที่สัญญาณทางชีวภาพ เพื่อสนับสนุนและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานทางสรีรวิทยา และเพื่อรักษาโรค อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังได้กำลังเปลี่ยนแปลงการดูแลสุขภาพและปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้คนนับล้าน นักวิจัยมีความสนใจมากขึ้นในการออกแบบอุปกรณ์การแพทย์ฝังเทียมแบบไร้สายขนาดเล็กสำหรับการตรวจสอบทางสรีรวิทยาในร่างกายและในแหล่งกำเนิด อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้เพื่อตรวจสอบสภาพทางสรีรวิทยา เช่น อุณหภูมิ ความดันโลหิต กลูโคส และการหายใจสำหรับขั้นตอนการวินิจฉัยและการรักษา

จนถึงปัจจุบัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังตัวแบบเดิมมีปริมาณน้อยอย่างมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปต้องใช้ชิปหลายตัว บรรจุภัณฑ์ สายไฟ และทรานสดิวเซอร์ภายนอก และแบตเตอรี่มักจำเป็นสำหรับการจัดเก็บพลังงาน แนวโน้มที่คงที่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือการผสานรวมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เข้มงวดมากขึ้น ซึ่งมักจะย้ายฟังก์ชันต่างๆ ไปยังวงจรรวมมากขึ้นเรื่อยๆ

นักวิจัยที่ Columbia Engineering รายงานว่าพวกเขาได้สร้างสิ่งที่พวกเขากล่าวว่าเป็นระบบชิปตัวเดียวที่เล็กที่สุดในโลก โดยใช้ปริมาตรรวมน้อยกว่า 0.1 มม.3 ระบบมีขนาดเล็กเท่าไรฝุ่นและมองเห็นได้เฉพาะภายใต้กล้องจุลทรรศน์เท่านั้น เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ทีมงานจึงใช้อัลตราซาวนด์ทั้งในการจ่ายไฟและสื่อสารกับอุปกรณ์แบบไร้สาย การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ออนไลน์ 7 พฤษภาคมในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์

Ken Shepard หัวหน้าทีมวิจัย ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ของ Lau Family กล่าวว่า "เราต้องการดูว่าเราจะสามารถผลักดันขีดจำกัดของชิปที่ทำงานได้ได้ไกลแค่ไหน" "นี่เป็นแนวคิดใหม่ของ 'ชิพในฐานะระบบ' - นี่คือชิปที่ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์เพียงตัวเดียวโดยไม่มีสิ่งอื่นใด สิ่งนี้ควรปฏิวัติการพัฒนาอุปกรณ์การแพทย์ฝังตัวแบบไร้สายขนาดเล็กที่สามารถรับรู้สิ่งต่าง ๆ ใช้ในการใช้งานทางคลินิกและในที่สุดก็ได้รับการอนุมัติสำหรับการใช้งานของมนุษย์ "

ทีมงานยังรวมถึง Elisa Konofagou, Robert และ Margaret Hariri ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์และศาสตราจารย์ด้านรังสีวิทยารวมถึง Stephen A. Lee นักศึกษาระดับปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการ Konofagou ซึ่งช่วยในการศึกษาสัตว์

การออกแบบนี้ทำโดยนักศึกษาปริญญาเอก Chen Shi ซึ่งเป็นผู้เขียนคนแรกของการศึกษา การออกแบบของ Shi มีเอกลักษณ์เฉพาะในด้านประสิทธิภาพเชิงปริมาตร ปริมาณของฟังก์ชันที่มีอยู่ในปริมาณที่กำหนด การเชื่อมโยงการสื่อสาร RF แบบดั้งเดิมเป็นไปไม่ได้สำหรับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กนี้ เนื่องจากความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีขนาดใหญ่เกินไปเมื่อเทียบกับขนาดของอุปกรณ์ เนื่องจากความยาวคลื่นของอัลตราซาวนด์นั้นเล็กกว่ามากที่ความถี่ที่กำหนด เนื่องจากความเร็วของเสียงนั้นน้อยกว่าความเร็วของแสงมาก ทีมงานจึงใช้อัลตราซาวนด์เพื่อส่งกำลังและสื่อสารกับอุปกรณ์แบบไร้สาย พวกเขาประดิษฐ์ "เสาอากาศ" สำหรับการสื่อสารและจ่ายไฟด้วยอัลตราซาวนด์โดยตรงที่ด้านบนของชิป

ชิปซึ่งเป็นโมตที่ฝังได้/แบบฉีดได้ทั้งหมดโดยไม่มีบรรจุภัณฑ์เพิ่มเติม ถูกประดิษฐ์ขึ้นที่บริษัท Taiwan Semiconductor Manufacturing Company โดยมีการปรับเปลี่ยนกระบวนการเพิ่มเติมในคลีนรูม Columbia Nano Initiative และ City University of New York Advanced Science Research Center (ASRC) Nanofabrication สิ่งอำนวยความสะดวก.

Shepard ให้ความเห็นว่า "นี่เป็นตัวอย่างที่ดีของเทคโนโลยี 'มากกว่า Moore' - เราแนะนำวัสดุใหม่บนสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ที่เป็นส่วนประกอบมาตรฐานเพื่อให้มีฟังก์ชันใหม่ ในกรณีนี้ เราเพิ่มวัสดุเพียโซอิเล็กทริกลงในวงจรรวมโดยตรงไปยังตัวแปลงสัญญาณ พลังงานเสียงเป็นพลังงานไฟฟ้า”

Konofagou กล่าวเสริมว่า "อัลตราซาวด์ยังคงเติบโตในความสำคัญทางคลินิกอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีเครื่องมือและเทคนิคใหม่ๆ พร้อมใช้งาน งานนี้ยังคงมีแนวโน้มเช่นนี้ต่อไป"

เป้าหมายของทีมคือการพัฒนาชิปที่สามารถฉีดเข้าไปในร่างกายด้วยเข็มฉีดยาใต้ผิวหนัง แล้วสื่อสารกลับออกจากร่างกายโดยใช้อัลตราซาวนด์ โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาวัดในพื้นที่ อุปกรณ์ปัจจุบันวัดอุณหภูมิร่างกาย แต่ยังมีความเป็นไปได้อีกมากมายที่ทีมกำลังดำเนินการอยู่บาคาร่า สมัครบาคาร่า