私の体のガジェット（パート＃2）

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「...移植の結果、大脳皮質だけでなく、いわば木材自体も影響を受けました」

（検査報告書より）

ガジェット、今日のウイルスのようなものです。 彼らは目に見えず、遍在し、身体に容易に浸透し、すぐに彼らが望むものを何でもすることができます。 むしろ、ソフトウェアに組み込まれるすべてのもの、またはコントロールパネルのあるものが望むもの...

今日、私たちは、現代のガジェットの市場が提供するモノのインターネット（IoT）の発展によって何がもたらされるかについて議論し続けています。 逃した人のために-最初の部分はここで見つけることができます 。

体内に埋め込まれた

おそらく、植込み型ウェアラブル電子機器の最も広く知られ広く使用されているのはペースメーカーです。 1961年の最初のモデルの開発以来、何千万人もの人々がこのタイプのウェアラブルエレクトロニクスを使用してきました。 現代のペースメーカーには、より高度な特性と高度な機能があります。

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人工電子スキン（e-skin）は、このアイデアを部分的に実現できます。 東京大学（東京大学工学部、東京）の科学者は、人間の皮膚に直接設置できる柔軟な電子回路を開発しています。 それらは簡単に変形して伸び、表面をタッチスクリーンに変えます。これは、日常生活だけでなく、局所神経支配（火傷など）の場合にも役立ちます。 この技術の最も単純なバージョンはタトゥーで 、さまざまな専門家グループが長い間取り組んできました。

イリノイ大学の研究者は、人間の髪の毛よりも細いコンピューターファイバーの埋め込み可能なネットワークを開発し、皮膚の表面から身体の内部プロセスを監視できます。 Dangerous Thingsは、タトゥーに似た非常に簡単なプロセスを使用して指に埋め込まれるNFCチップを開発しました。ガジェットに指を向けるだけで、デバイスのロックを解除したりコードを入力したりできます。 世界には同じようなチップを自分自身に置いているファンが長い間います。

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米国のノースイースタン大学の専門家は、貧血患者の血液中の酸素レベルを制御するように設計された、ナノセンサーを内蔵した「 タトゥー 」を開発しました。 サイクリストがナトリウム濃度を監視して脱水を防ぐために、同じシステムを使用できます。 この方法は、ナトリウムまたはグルコース分子と相互作用するときに蛍光を発する特別に選択されたナノ粒子を含む溶液を皮膚の下に注入することから成ります。 スマートフォンを使用して、蛍光レベルの変化を制御できます。

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多くの企業が、一時的な入れ墨の形でセンサーを開発しています-皮膚に接着された薄膜です。 特に、エレクトロザイムは、汗とともに分泌される代謝物質のセンサーを開発しました。これにより、アスリートは電解質のバランス、水分補給レベル、筋肉の緊張、および身体のパフォーマンスを評価できます。 カリフォルニア大学の科学者は、同様の技術を使用して糖尿病を監視しています。

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タトゥーの代わりに、新しいスキンを作成できます。 標準的な電子スキンは、フレキシブルトランジスタ、有機LED、太陽電池などのさまざまな電子部品を含むマトリックスで構成されています。 多くの場合、このようなデバイスは、非常に薄い材料の層から構築され、電子スキンの大きな（数十平方センチメートルまでの）ベースに基づいて霧化され、新たに凝縮されます。 時間が経つにつれて、科学者は、ディスプレイの代わりに触覚センターとセンサーを使用して、皮膚自体を敏感なスクリーンに変えることを望んでいます。

スペアパーツ

時には、患者の体内の何かを完全に人工的な製品に置き換えなければならないことがあります。 そして、正当な理由により、今日、 補綴はウェアラブル電子機器の開発で最も人気があり進歩的な分野の1つです。 もちろん、科学はまだルーク・スカイウォーカーの人工アームに到達していませんが、エレクトロニクスの成功はすでに明らかです。

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特に、現代のバイオニックプロテーゼは、障害を持つ人々の能力を拡大しています。 機能的には、たとえば、人間の脚の動きを最大化し、ステップのすべての段階での安全性、動きの自然さと調和を確保し、患者にあらゆる面で自信を与えます。 ほとんどすべての最新のプロテーゼの中心にあるのは、製品全体に配置された多数のセンサーに関連付けられているマイクロプロセッサです。 センサーは、路面の勾配と道路の起伏、人工装具の負荷に関する情報を収集します。 それらのおかげで、中央のマイクロプロセッサは、膝モジュールが機能するために必要なすべての情報を受け取り、処理します。 プロテーゼのインテリジェントな制御により、ユーザーは自分の都合の良いペースで動くことができます。

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視覚障害者が見ることができるデバイスがすでに開発されています。 「 電子の目 」は、画像をキャプチャし、処理し、それを電極によって人間の脳に埋め込まれた制御信号のマトリックスに変換するCMOSカメラを内蔵した眼鏡です。 電極に供給される電気刺激信号の助けを借りて、向きの近くの計画のオブジェクトの輪郭を選択すると、大まかなレリーフが表示されます。 このデバイスでは、目の見える人が見るように見ることはできませんが、周囲のオブジェクトの一般的なレイアウトは、人がアクセスできるようになります。

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ドイツの企業Implandata Ophthalmic Productsは、緑内障の発症を制御するために眼圧を継続的に監視できるインプラントを開発しました。

しかし、もちろん、あらゆる補綴の最も重要な段階は、あなた自身の神経系を使用して「異物」を制御する能力です。

中に団結

現在、これらすべてのデバイスを人体に結合するタスクは、カーボンに基づく有機材料が実際に身体によって拒否されないため、神経系と完全に相互作用するように解決されています。 確かに、炭素粒子は細胞膜を介して十分に拡散し、身体の免疫応答を引き起こす可能性があります。これはまだ専門家によってよく理解されておらず、未確認の理論によれば、腫瘍を引き起こすことさえあります。 おそらく今後数年間で、人体から直接受け取ったエネルギーを蓄積するウェアラブルセンサー、スクリーン、さらにはバッテリーとして、人工皮革に基づいた電子デバイスのプロトタイプがどのように日常生活に入るかがわかります。 その後、組み込みのスマートフォンが登場し、人々はサイボーグになることができます（もちろん、それが必要な場合、または、例えば、州の憲法で綴られている場合）。

私たちの体全体を、さまざまなデバイスをさらに制御できるユーザーインターフェースに変える技術の開発に取り組んでいる科学者。

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米国機関DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency）は、脳の損傷部分を効果的に再接続するために、電極のアレイを介して神経節から来る信号を記録し、他の神経節をリアルタイムで刺激できる脳内インプラントを開発していますメモリを復元します。 外部デバイスは耳の近くに配置され、インプラントとデータを交換し、その動作を制御できます。

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触覚インターフェースは、私たちの体を制御センターに変える最初のステップにすぎません。これは、生活をより便利で便利にする多くのデバイスの制御センターです。 そのため、日本とイタリアでは、障害を持つ人々 が文字通り思考の力でドアを開けたり、電話に出たりできるようにするデバイスが作成されています。 さらに、失われたニューラル接続を復元するだけでなく、新しい接続を作成するマイクロチップが開発されています。

すでに今日では、コードロックを開いたり、病気の経過を制御したり、治療するために、埋め込み型デバイスをモバイルアプリケーションと連携して使用する患者がいます。 特に、アメリカのボストン大学でテストされているバイオニック膵臓は、体内に埋め込まれた針にマイクロセンサーを備えており、血糖値データをスマートフォンに送信します。

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Stimwave Technologiesは、背中と脚の痛みを和らげるための小型の神経刺激装置を開発しました。 チップと電極が組み込まれたワイヤレスインプラントで、従来の針を使用して体内に導入されます。

ゲイツ財団は、マサチューセッツ大学工科大学のプロジェクトをサポートしており、外部から制御できる埋め込み型の女性避妊薬を作成しています。 これは、女性の体内で少量の避妊ホルモンを生成する体内に組み込まれたミニチュアチップであり、休憩なしで最大16年間機能します。 移植は、入れ墨ほど痛みを伴いません。 さらに、開発者によると、「デバイスをオンまたはオフにする機能は、家族の構成を計画している人にとって非常に便利なツールです」。 ここでの主なことは、コントロールパネルをなくさないことです...

ボストン・サイエンティフィックは、振戦（慢性振戦）のある人を治療するように設計されたVercise埋め込み型脳神経刺激装置を開発しました。 埋め込み型デバイスには、交換せずに25年間動作できるバッテリーが含まれており、デバイス自体は患者の解剖学的構造とニーズに応じて非常に正確に調整できます。

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一般に、神経刺激は、記憶、反応、集中力、数学的能力および言語能力を担う脳ゾーンを活性化します。ここでは、さらに多くのニュースを期待できます。

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欧州のSmartHandプロジェクトの目標は、機能をできるだけ失われたアームに近づける交換可能なアームを作成することです。 SmartHandは、4つのモーターと40のセンサーを備えた複雑な人工装具で、患者の神経系に直接接続します。 SmartHandは、手足を失った多くの人に知られている幽霊のような手触りを作り出します。 最初の患者はすでに物体を持ち上げて、プロテーゼの指先を感じることができました。

スマートダストまたはスマートダストは、おそらくインプラントの最新技術です。 アンテナを備えた実際のコンピューターのマトリックスを想像してください。それぞれのアンテナは、さまざまな複雑な内部プロセスの実装を確実にするために、体内で任意のネットワークに自己組織化できる砂粒よりもはるかに小さいです。 これらのマイクロデバイスの大群は、癌の初期症状を攻撃したり、傷の痛みを和らげたりすることができます。 おそらく、解読または盗むのが難しい重要な情報を保存できます。 「スマートダスト」を使用すると、医師は体の完全性に違反することなくさまざまなアクションを実行できます。適切な場所に適切な薬を届け、内部手術を行い、内臓を検査するなどです。

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給電部

どのような電子機器を使用する場合でも、彼女にはバッテリーが必要です。 現在、小型の化学電池、金属水素化物およびポリマー電池、燃料電池、熱発生器、圧電変換器、および運動エネルギーから電気への変換器が使用されています。 また、たとえば、移植技術の最も重要な問題の1つは、人体にあるデバイスへの電力の供給であり、取り外したり、コンセントに接続したりすることはできません。

ケンブリッジ大学のドレーパー研究所の研究者は、体内でエネルギーを生成し、必要に応じてワイヤレスで送信し、その後分解して消滅する生分解性バッテリーを開発しました。

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脳につながる

科学の世界には十分な懐疑論者がいますが、人間の新しい可能性を熱狂的に受け入れる人も十分にいます。

確かに私たちの体の電子機器はすぐに娯楽に使用されます。 人間の目でリアルな写真を作成することから、ゲームの現実のリアルなシミュレーションまで、可能性は無限です。 ここでも主なことは、これらすべての奇跡のデバイスの制御を失うことではありません。

近い将来、所有者の手のみで機能する武器に関する空想科学小説の予測はすでに実現されています。 パスワードは指紋認証にも追加され、個人のチップ識別子に縫い付けられます。

人間の脳をコンピュータに直接接続することは、SFと素晴らしい発明の愛好家の夢（または悪夢）です。 そして、この夢は実現に近いようです。 米国ブラウン大学のBrainGateの研究者は、まさにこのタスクに取り組んでいます。 脳に埋め込まれたアスピリンタブレットのサイズの電極のセットを使用して、科学者はニューロン信号をリアルタイムでコンピューターでデコードし、さまざまなデバイスの制御に使用できることを示すことができました。 そして、ヨハネスブルグのウィットウォータースランド大学の研究者チームは、すでに人間の脳をリアルタイムで直接インターネットに接続しています。 このプロジェクトはBrainternetと呼ばれ、上記とよく共鳴します。 実験中に収集されたデータは、開発者が新世代のインターフェースを作成する際に役立ちます。

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Intelの予測によると、コンピューターと人間の脳インターフェースの実用化への移行は2020年より前に開始されます 。 あなたの精神的能力を使用してインターネットを使用する能力を獲得したと想像してください。これは驚異的な機会のように思えるかもしれません。 ハッカーと思考の混乱でウイルスを取り除く方法を学ぶことだけが残っています。 おそらく誰かがあなたがそれを理解するのを手伝ってくれるかもしれません。 そして、 この「誰か」が 、制御されたサイボーグを非常に使用できるビッグブラザーであることが判明する可能性があります。 したがって、進歩的な人類は、世界をはるかに便利で快適にし、一部の人々が考えるように、政治的に有能にすることができる変化の危機にvしています。

一方、外部のウェアラブル電子機器や埋め込み電子機器を制御するためのツールとして脳を使用することを学んだことで、人類は自然によって長く作られてきたものに向けて別の一歩を踏み出しました。 たとえば、私たちが体を制御しているのは脳の助けを借りてではありませんか？ そして、彼らは私たちがまだ知っていることを完全に理解しなかったのでしょうか？

投稿者：

Alexander Golyshko、Technoserv Group of Systemsシステムアナリスト

素材に基づく：kit-e.ru、zhenskiyblog.ru、3dnews.ru、ferra.ru、374.ru、kaspersky.com、hi-news.ru、popmech.ru、ixbt.com、orto-kosmos.ru。