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无线传感器比盐粒还小,8000个就可解码灵长类动物大脑数据

2024-03-25 17:21:35 综合报道 阅读:
布朗大学的研究团队开发了一种新型的无线通信网络,可以有效地传输、接收和解码来自数千个微电子芯片的数据,其中使用的传感器芯片工作方式模仿了大脑中的神经元,大小比盐粒还小……

我们的大脑以一种非常稀疏的方式工作,神经元不会一直放电,它们会压缩数据并稀疏地触发,因此非常高效。如果能够在无线通信系统中模仿这种结构,让传感器也稀疏地触发,将可以节省大量能源,显著提高系统效率。UGTednc

近日,布朗大学的研究团队开发了一种新型的无线通信网络,可以有效地传输、接收和解码来自数千个微电子芯片的数据,其中使用的传感器芯片工作方式模仿了大脑中的神经元,大小比盐粒还小。UGTednc

UGTednc

据了解,这项研究建立在布朗大学Nurmikko实验室之前的研究基础上,引入了一种名为“neurograins”(神经颗粒)的新型神经接口系统,该系统使用微型无线传感器的协调网络来记录和刺激大脑活动。UGTednc

由于单个芯片非常小,这种传感器网络设计可让芯片植入体内或集成到可穿戴设备中。每个微型的传感器芯片都会像神经元一样通过电活动尖峰来进行通信,传感器将某个特定事件检测为尖峰,例如它们正在监测的环境的变化,包括温度波动或某些物质的存在,然后使用无线电波实时无线传输该数据,从而节省能源和带宽。UGTednc

同时,这种射频传输方案使得传感器能够独立于其他传感器发送数据,而无需与中央接收器协调。这样不但能节约能源,也避免了中央接收器充斥大量意义不大的数据,因为无需完美同步也可正常工作,也使得系统具有了可扩展性。UGTednc

在实验中,研究团队使用78个传感器测试了该系统,发现即使传感器在不同时间传输,他们也能够以很少的错误收集和发送数据。通过模拟,他们还展示了如何使用大约8000个植入传感器来解码从灵长类动物大脑中收集的数据。UGTednc

UGTednc

研究人员表示,这项工作标志着大规模无线传感器技术向前迈出了重要的一步,对于医疗保健和环境监测在内的各个领域都将带来深远影响,下一步他们计划优化系统以降低功耗,并探索神经技术之外更广泛的应用。UGTednc

责编:Ricardo
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