植入体内工作的设备,如心脏起搏器或摄像头胶囊,可以将数据传回体外,以便医生监测病人的健康状况。但这种通过无线电波传输的信号很微弱且速度很慢,最高速率为每秒50千字节(参考一下,流畅观看Netflix的推荐下载速度是每秒1.5兆比特,约合188千字节)。根据一篇新论文,FCC要求这些设备功率低,“这本质上将这些设备的通信速率限制在……最高50 kb/s”。
来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员团队发现了一种提高这些电子设备带宽的方法——他们称之为MEAT-COMMS。研究人员上个月在ArXiv上发表了一项研究,该研究今天在New Scientist上得到了报道。
研究人员没有使用无线电波,而是创造了通过超声波传输数字数据的设备。在过去的研究中,其中许多是在水下进行的,研究人员发现超声波可以使信号更清晰(损耗更少)且传输距离更远。此外,几十年来它一直被用来拍摄人体图像,因此被认为是安全有效的。
在这项研究中,研究人员测试了无线超声波通信的速度和保真度,该通信在传感器(将数据转换为超声波振动)和水听器(一种在水下拾取声波的麦克风)之间进行。他们将这两个设备分别放置在一块肉的两侧(一次试验中使用了塑料包裹的牛肝,另一次使用了猪里脊肉)。
他们发现最大传输速度约为每秒30兆比特,足以满足观看Netflix超高清画质的需求。虽然你可能不会使用这些设备在体内传输最新的电影(说实话),但这对于希望使用这些设备收集视频等数据并将其发送回计算机进行分析的研究人员来说,意义重大。
不过,也可能存在缺点。任何连接到互联网的设备都容易受到黑客攻击,医疗设备也不例外——事实上,去年一些专家预测,被黑客攻击的医疗设备将成为今年的最大网络安全风险。如果设备要通过超声波发送数据,研究人员可能需要确保对这些数据进行加密。幸运的是,几年前研究人员已经找到了方法。可以肯定的是,即使所有数据都经过加密,带宽仍然足够快。
研究人员接下来希望测试这些设备如何穿透多层器官和不同种类的组织传输数据。这是在活体动物以及最终在人体上进行测试的初步步骤。