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可植入裝置洶湧來襲

美國cnn網站報道,當人們還在談論可穿戴智能裝置會是下一個藍海的時候,城頭已變幻大王旗,可植入裝置已洶湧來襲。我們已經研制出了電子紋身、密碼藥片和記憶晶片等,這些裝置不僅能更好地對我們的健康狀況進行監測,也能增強我們其他方面的感官能力,目前已成為科技弄潮兒們的新寵。不過,也有科學家表示,公衆缺乏認知是這一技術在發展路途中遇到的最大“攔路虎”。

“左撇子”指南針:讓你不迷路

當我們在偏遠的森林進行探險時,除非我們失去信号,我們都能用智能手機給自己指路;但現在,随着新一輪可植入裝置的興起,我們也能利用一款嵌入身體内的引導系統,在森林裡暢通無阻,在享受戶外探險樂趣的同時也不用擔心迷路。

可植入裝置洶湧來襲

電子工程師們兼分子生物學黑客布萊恩·麥考伊設計出了首款植入式指南針,他自己也是首名“吃螃蟹者”。這款名為“左撇子(southpaw)”的指南針的工作原理是:将一個微型指南針封入一塊矽套内,接着套上一個圓形的钛外殼,随後将其植入皮膚下。有一個超薄的細須露在外面,當使用者面朝北方時,這一細須會被激活,輕微地刺激皮膚。

麥考伊說:“因為其為圓盤狀,是以最好将其置于肩膀附近,我現在還沒有想到任何可能存在的安全問題,因為這款裝置所使用的材料和形狀都在身體能忍受的範圍内。”盡管如此,麥考伊正和有關專家攜手合作,希望能将風險降至最低,然後動手術将其植入自己的身體内。

盡管目前隻有麥考伊一人會接受這種植入,但其麥考伊一直都不是一個人在戰鬥,“southpaw”一直就是一個多人合作進行的研發項目,其研發通過該領域的“領頭羊”生物黑客(biohack.me)論壇進行,這一論壇吸引了全球很多領域的科學家參與,而該技術已經超越了可穿戴式技術,達到了可植入技術。其實,之前也出現過自己動手進行植入的人們,比如在耳朵中植入磁性耳機的科技狂人、在手上植入無線射頻識别(rfid)晶片用以儲存照片的藝術家等,正是這些人,用自己的身體力行,大大推動了可植入技術的發展。

磁鐵和微晶片幾乎是所有植入裝置必備的元件,有時候是為了好看,有時候是為了實作一些新奇的目的。但随着技術的不斷發展,植入裝置也變得越來越複雜,進而能為人們提供很多實際的應用。例如,由生物黑客論壇下屬公司研制的皮下植入裝置circadia 1.0,就是一個很好的例證。該公司的首席執行官蒂姆·卡農甚至将其直接植入自己的手臂皮膚下。現今,circadia模型隻能收集植入者的體溫等基本的生物計量資料,但可以通過藍牙進行實時資料傳輸。裝置還有3個led燈,不僅充當狀态訓示器,還能從皮下照亮他的紋身,十分新潮。

内置耳機:讓你“聽”溫度

該論壇的另一位明星裡奇·李是使用磁鐵的先鋒。李在自己耳朵裡植入的“隐形耳機”,不僅能讓他扔掉耳機,也能讓他聽得更遠(至少比正常人要遠),成功變身“蝙蝠俠”。

可植入裝置洶湧來襲

李在他的耳屏——耳道前面的小突起裡面植入了一個微小的磁鐵,并在脖子上佩戴了一個線圈,音頻信号在傳輸到磁場之後,就會引發磁貼植入物的震動并産生聲音。除此之外,李還打算把自己的微型無線系統同超音波測距儀、溫度計等相連,進而讓其擁有類似于蝙蝠那樣“聽”距離的能力,不用觸摸就能感受到某樣東西有多熱。李說:“這是第六感。另外,我也能探測到磁場和wifi信号,這一裝置大大拓展了我的感覺能力。”

李的這款裝置不僅能讓他炫酷,也有實際的用途,因為他的視力在不斷退化,他希望能通過更好的感官意識來提高自己的方向感。不過,李将這種“自我植入”看成是一趟探索和發現之旅而非醫學嘗試。

李的另外一個嘗試項目是将裝置植入鼻子内,希望能借此控制身體的溫度,進而增加使用者的體能和耐力。李确信,随着技術發展而不斷獲得改進的植入裝置會讓我們的身體變得更健康,生活更幸福,為此,他願意接受任何植入手術。李說:“如果每18個月都有更好的産品面世,我會購買,我覺得,以後人們使用植入裝置就和使用手機一樣習以為常。”而且,這樣的裝置會越來越多。作家兼生物黑客弗蘭克·斯溫的聽力也在不斷退化,他希望能研制一款新型的植入裝置,改善其聽力。這款裝置能将環境資料(比如wifi信号)轉變成聲音,使使用者自我導航。目前,他已經收到了商業資助,裝置模型将于今年秋季問世。

植入耳朵内部的裝置也改變了我們的生活。去年6月份,3歲聾童格雷森·克萊姆普在美國北卡羅來納州立大學醫學院的幫助下,接受了全美首例兒童輔助聽覺晶片植入腦幹的手術,第一次聽見了聲音。而且,能恢複失明病患視力的視網膜植入裝置業已面世,研制者們希望此類植入裝置未來不僅能讓失明病患的視力得以恢複,還能改善和提高非失明病患的視力。

可植入裝置洶湧來襲

射頻識别晶片:讓你與密碼說“再見”

另外,皮下射頻識别(rfid)晶片也已問世一段時間,研制者将其做成相應的“小型膠囊”,并成功打入到使用者體内。這種小型膠囊長12毫米,直徑為2毫米,采用具有良好生物适應性的schott 8625玻璃制作而成,基本不會與人體發生生物排斥現象。

可植入裝置洶湧來襲

這種膠囊内置一種通訊晶片,能把近距離通信(nfc)和射頻識别很好地結合在一起,能使用手機上的近距離通信标準,進而實作解鎖、傳輸名片等作用;與此同時,它也支援iso14443a協定的射頻識别資料傳輸,可以用于刷門禁、啟動汽車等。研究人員表示,這種裝置有望取代智能手機和平闆電腦的密碼。

被稱為“rfid男孩”的阿馬爾·格拉福斯特拉是最早嘗試植入人體射頻識别晶片的“吃螃蟹者”,早在2005年,他就将類似的膠囊打入身體内。他說:“最近的突破已經讓這些晶片擁有了更大的存儲能力和其他潛能。有大約880個位元組的存儲空間,是以前的97倍,是以,以前你隻能存儲一個名字和一個電話号碼,但現在,你能存儲更多内容。”

可植入裝置洶湧來襲

摩托羅拉公司目前也在研制擁有同樣功能的藥片,使用者吞下這塊藥品,從此可省卻記住密碼的煩惱。

“電子紋身”:讓你更健康

整合有微型電路的電子紋身有望成為未來的健保監視裝置。這其中的翹楚當屬美國伊利諾伊大學香槟分校的材料學家約翰·羅傑斯研制出的“生物郵票(biostamp)”。該裝置由超薄電極、電子元件、傳感器、無線電源和通信系統所組成,目前可以測量佩戴者的心率、皮膚的溫度、緊張度和水化作用的水準,這些名額都有助于專業人員跟蹤佩戴者的健康名額,例如可監測傷口的愈合情況等;另外,在病人離開醫院前,醫生或護士隻要将該電子紋身貼在手術傷口附近,系統就可将測量資訊以無線方式傳送回醫院。

可植入裝置洶湧來襲

羅傑斯不僅是大學教授,也是生物電子學領域業界先鋒mc10公司的聯合創始人,mc10公司希望其研制的“電子紋身”不僅能采用不可見的方式“擴充人的能力”,同時也能為我們的健康保駕護航,随時監測心率、血壓等關鍵資料,并實時傳遞給醫生或與智能手機綁定。該公司下一個目标是對“生物郵票”進行改進以讓其能整合無線通信系統,這将使微型傳感器進一步與現有的智能裝置連接配接,引發新一輪的産業創新。

無獨有偶,摩托羅拉公司也于去年釋出了一款臨時性的電子喉部紋身,其能與智能手機、平闆電腦和谷歌眼鏡這樣的裝置進行通訊。而美國南加州大學的研究人員則希望能在未來兩年内對一款能恢複大腦損傷病患記憶能力的裝置進行測試,該裝置的最終目的是治愈阿爾茲海默氏病。

質疑之聲此起彼伏

盡管植入裝置“看上去很美”,目前似乎也深受極客們的追捧,但其發展中也遇到了最大的“攔路虎”——公衆認知。

在美國和歐洲很多國家,醫院禁止給人們植入類似的裝置;而且,人們對生物黑客們也普遍缺乏信任。《生物工程學》雜志的編輯、南加州大學生物工程學教授安東尼·朱塞佩-艾利強調稱,醫學的基本要義是解決問題而非讓健康的人變得更加強大。

不過,朱塞佩-艾利也承認,這些生物黑客也是公衆接受人工耳蝸和視網膜植入等新興技術(這些新興技術在改善聽力和視力受損病人的病情方面取得了很大的成功)的推動者。

朱塞佩-艾利說:“公衆認知是主要的壁壘。他們認為,植入裝置會使人們覺得不舒服。但我們也已經看到,它們可能會産生巨大的影響,射頻植入裝置也被證明在治療阿爾茨海默氏病方面具有非常大的潛能,而且,其用途還不止于此。”

為了讓這種裝置的侵入性降至最低,朱塞佩-艾利建議人們在研制此類裝置時應考慮兩個方面,“這些裝置必須很小,而且容易供電,如此一來,就不必進行很多重複性的操作。在第二個方面,使用身體能量的感應線圈和生物燃料電池目前正慢慢成為解決方案。”

朱塞佩-艾利上司的研究團隊目前正在研究配備了傳感器、能與皮膚“親密接觸”、不需要進行侵入式手術、能測量關鍵信号且能通過無線資料傳輸信号的“電子紋身”。這種紋身已經引得無數科學家競折腰。

朱塞佩-艾利表示,這種紋身的使用範圍也很廣泛,能被用到頭部讀取腦波信号。盡管植入大腦的裝置可以告訴我們更多,但将裝置植入大腦存在着巨大的風險,要是身體排斥制造裝置的原材料,它或許會導緻病患死亡。

不過,英國維康基金會目前正在阿爾茨海默病氏病患身上進行實驗,他們朝其大腦内部植入了一塊矽晶片,這塊晶片可監測大腦狀況,預測病患可能出現的危險狀況,還能刺激衰弱的神經細胞。美國國防部進階研究計劃局也在進行類似實驗,他們将晶片植入士兵體内以便更好地對士兵遭受的精神創傷進行控制。盡管這些實驗對醫學的基本原則提出了很大的挑戰,但研究人員相信,這種晶片最終能通過提高士兵的意識、記憶和情緒,增強士兵在戰争中的表現。

原文釋出時間為:2014-05-26

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