一粒沙子大小的微型传感器可以让脑机接口控制假肢和可植入的可穿戴技术。
“神经尘”是用于描述由UC Berkeley EECS部门设计的微小传感器的术语。在本月发表的一篇论文伯克利大学的研究人员透露，他们已经记录下了植入尘埃的第一个体内读数。
这项研究很长一段时间。2013年，团队发表研究详细介绍了他们在CMOS电路中使用超声波的研究。2015年，他们发行了另一篇论文进一步关注理论，建模和缩放。
在最近的公告中，最终的原型是可以安全地植入大脑的传感器的一步。这也是朝着可穿戴技术可以直接植入人体的未来迈出的一步。
原型神经尘装置，尺寸为一分钱。截图礼貌加州大学伯克利分校。
互补金属氧化物半导体
神经粉尘采用CMOS(互补金属-氧化物-半导体)技术。CMOS组件需要通过全波桥式整流器将压电式交流信号转换为直流信号。为了提供一致和安全的直流电压到CMOS，稳压器也是必要的，以及直流耦合adc和调制器。
简化版的神经尘埃示意图。图片由康奈尔大学图书馆。
小,Batteryless传感器
任何微小传感器的最大挑战之一都是电源。在这种情况下，任务是为CMOS电路提供足够小的功率以以毫米为单位测量。在神经灰尘的情况下，原型测量仅为3×1×1mm。
指尖上的神经尘粒。图片礼貌加州大学伯克利分校。
除了与制造这种小规模电路相关的问题之外，神经灰尘还具有大规模重要的参数，不能在坐在人脑上产生可观的热量。
通过利用，神经尘埃团队处理权力问题超声波（PDF）。从主体外部发射的超声波使用压电晶转换成电力，该压电晶为晶体管供电。
神经粉尘装置的图形表示。图片礼貌加州大学伯克利分校。
超声波对该特定项目也很有用，因为它能够在人体中的任何地方传播和接收。其中RF对其在人体（和通过）人体内的速度有局限性，超声波更加稳定。因此，超声波解决了灰尘的电源问题，它还可以通过在身体外部通信设备（“询问者”）。
定向超声输入（蓝色）和录制的反向散射（橙色）。图片礼貌加州大学伯克利分校。
假肢神经控制
当神经粉尘附着到神经纤维时，它能够通过电极读取通过神经元之间通过的电脉冲。测量这些冲动的能力对于开发可以响应它们并物理移动假体的机电系统至关重要。
在大鼠中连接到神经纤维的神经粉尘原型。图片礼貌加州大学伯克利分校。
其目标是让神经粉尘向接收器提供脉冲，进而移动假肢的机械部分。这将允许截肢者仅仅通过思考就能控制替代肢体。
植入“可穿戴性”
有Myriad应用这些传感器可以在医学领域拥有超越假肢的控制。MEMS（微机电系统）技术目前是研究的受欢迎。最近，来自多个领域的科学家已经开发出项目原型的大脑植入物。
当然，神经尘埃可以使许多商业应用成为可能。在未来的某个时候，我们可能会看到一代可穿戴设备直接植入人体。这可以提供器官健康的实时数据，洞察系统健康状况，甚至可以对心脏病发作、中风和其他紧急情况进行提前预警。
但可穿戴设备的实用性也带来了安全漏洞的危险。为此，你可能在过去听说过智能尘埃，尽管可能是在一个更耸人听闻的背景下。2013年，《麻省理工学院技术评论》发表了一篇题为《智能尘埃如何窥探你的大脑“。它指出，对医疗目的进行神经粉尘的相同功能（移动跟踪，远程监控等）也使数据收集有吸引力。
因此，不幸的是，困扰着困扰技术的安全问题，无论是针对黑客和营销人员，都可能留在可穿戴物品“植入物”时留下。然而，这些担忧可能是一种方式，因为UC Berkeley的团队仍在开发神经尘设计的过程中。
神经尘埃项目由伯克利的EECS项目负责，部分资金由美国国防部高级研究计划局提供。
了解更多关于神经尘埃程序在这里。
