Δευτέρα, 25 Ιανουαρίου 2016

Δοκιμές χαράγματος!

Δοκιμές χαράγματος 1
Το άρθρο μας εστάλη ἀπὸ τὸν Perseas Persiadis

Αυτό το τσιπ
σιλικόνης
θα παρακολουθεί τον εγκέφαλό σας
και θα διαλυθεί
στο σώμα σας.
Λοιπόν αγαπητοί, έχουμε τελικά φθάσει στο επί μακρόν αναμενόμενο μέλλον των εμφυτεύσιμων στον εγκέφαλο μικρο-ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (chips). Πόσες εκατοντάδες από μυθιστορήματα επιστημονικής φαντασίας μας έχουν φέρει στην στιγμή αυτή; Δεν έχει σημασία: τα chips είναι εδώ και τα κοιτάζουμε καλά, χάρις σε μια μελέτη που μόλις αναρτήθηκε στην ιστοσελίδα Nature. Τώρα, πριν αρχίσετε να πανικοβάλλεστε σχετικά με κυβερνητικό έλεγχο του νου, να ξέρετε ότι τα chips αυτά κατασκευάσθηκαν για ωφέλιμο σκοπό: να βοηθούν τους γιατρούς στο να παρακολουθούν ασθενείς που πρόσφατα υπέφεραν από εγκεφαλικό τραυματισμό ή υπέστησαν εγκεφαλική χειρουργική επέμβαση.
Μικρότερο από έναν κόκκο ρυζιού το chip που απεικονίζεται εδώ αποτελείται από λεπτά βιοδιασπώμενα φύλλα σιλικόνης. Για αρκετές εβδομάδες μετά την εμφύτευση, επιπλέει τριγύρω μέσα στο κρανίο σας, παίρνοντας συνεχείς μετρήσεις για πρήξιμο, ενδοκρανιακή πίεση και
θερμοκρασία. Ενώ, εν τω μεταξύ, διαλύεται σιγά σιγά από το μυελοεγκεφαλικό υγρό, μέχρι τελικά, όλα εκείνα τα χυμώδη άτομα σιλικόνης να απορροφηθούν σε κυτταρικό επίπεδο από το σώμα σας. Βολικό!
 Ένας βιοδιασπώμενος αισθητήρας που παρακολουθεί ενδοκρανιακή πίεση και θερμοκρασία και διαλύεται στο σώμα μετά από αρκετές εβδομάδες. Από τον J.Rogers, Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις, ΗΠΑ.

Στο νέο επιστημονικό άρθρο της ιστοσελίδας Nature, μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις, ΗΠΑ, έλεγξαν την απόδοση του chip σε ποντίκια και βρήκαν ότι είναι συμβατό με την σύγχρονη τεχνολογία παρακολουθήσεως εγκεφάλου – ογκώδη μηχανήματα που απαιτούν φυσική καλωδίωση στο κεφάλι. Η ομάδα ευελπιστεί ότι η τεχνολογία τους θα προσφέρει στους γιατρούς ένα εργαλείο εγκεφαλικής παρακολουθήσεως πολύ λιγότερο ενοχλητικό· ένα εργαλείο που μειώνει τον κίνδυνο μετεγχειρητικής μολύνσεως. Τελικά, λένε, ο αισθητήρας θα μπορούσε να τροποποιηθεί για να παρακολουθεί βαθύ εγκεφαλικό ιστό, ή για εντελώς διαφορετικά όργανα.
Έτσι, είναι μάλλον καιρός να αρχίσετε να αποχαιρετάτε το χωρίς σιλικόνη σώμα σας, αν δεν έχετε ήδη. Τα chips έρχονται και είναι εδώ για να μείνουν.


Δοκιμές χαράγματος 2

Γεφυρώνοντας το βιοηλεκτρονικό χώρισμα. Καινούργια προσπάθεια στοχεύει σε πλήρως εμφυτεύσιμες συσκευές ικανές να συνδέονται σε μέχρι 1.000.000 νευρώνες
Έ
να νέο πρόγραμμα της DARPA[1] στοχεύει στο να αναπτύξει μια εμφυτεύσιμη νευρωνική διεπαφή (interface[2]) ικανή να παράσχει άνευ προηγουμένου ανάλυση σήματος και ταχύτητα (bandwidth) μεταφοράς δεδομένων ανάμεσα στον ανθρώπινο εγκέφαλο και τον ψηφιακό κόσμο. Η διεπαφή θα εξυπηρετούσε σαν μεταφραστής, μετατρέποντας μεταξύ της ηλεκτροχημικής γλώσσας που χρησιμοποιείται από τους νευρώνες στον εγκέφαλο και των ‘0’ και ‘1’ που αποτελούν την γλώσσα της τεχνολογίας πληροφοριών. Ο στόχος είναι να επιτευχθεί αυτή η επικοινωνιακή ζεύξη σε μία βιοσυμβατή συσκευή μεγέθους όχι μεγαλυτέρου από ένα κυβικό εκατοστό, περίπου ο όγκος δύο κερμάτων των 5 cents τοποθετημένων το ένα πάνω στο άλλο.
Το πρόγραμμα, Neural Engineering System Design (NESD), Σχεδίαση Νευρωνικών Μηχανικών Συστημάτων, επιφυλάσσεται να επαυξήσει δραματικά τις δυνατότητες ερεύνης στην νευροτεχνολογία και να παράσχει μια βάση για νέες θεραπείες.
«Τα καλύτερα σημερινά συστήματα διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή είναι σαν δύο υπερ-υπολογιστές που προσπαθούν να μιλήσουν ο ένας στον άλλο χρησιμοποιώντας ένα παλιό modem[3] των 300 baud[4]» είπε ο Φίλιπ Αλβέδα, υπεύθυνος του προγράμματος NESD. «Φανταστείτε τι θα μπορεί να γίνει δυνατό όταν αναβαθμίσουμε τα εργαλεία μας ώστε να ανοίξουμε αληθινά την δίαυλο ανάμεσα στον ανθρώπινο εγκέφαλο και την σύγχρονη ηλεκτρονική».
Μεταξύ των δυνητικών εφαρμογών του προγράμματος είναι συσκευές που θα μπορούσαν να αντισταθμίσουν ελαττώματα όρασης ή ακοής διοχετεύοντας ψηφιακή ακουστική ή οπτική πληροφορία στον εγκέφαλο σε ανάλυση και εμπειρική ποιότητα πολύ ανώτερη από αυτήν που είναι δυνατή με την τρέχουσα τεχνολογία.
Οι νευρωνικές διεπαφές που έχουν εγκριθεί επί του παρόντος για ανθρώπινη χρήση συμπιέζουν μια τρομακτική ποσότητα πληροφορίας μέσα από μόλις 100 διαύλους (κανάλια) με κάθε δίαυλο να συναθροίζει σήματα από δεκάδες χιλιάδες νευρώνων κάθε φορά. Το αποτέλεσμα είναι θορυβώδες και ανακριβές. Σε αντίθεση, το πρόγραμμα NESD στοχεύει στο να αναπτύξει συστήματα που θα μπορούν να επικοινωνούν καθαρά και το καθένα με μέχρι 1.000.000 νευρώνες σε μια δεδομένη εγκεφαλική περιοχή.
Για την επιτυχία των φιλόδοξων στόχων του προγράμματος και την εξασφάλιση ότι oι οραματιζόμενες συσκευές θα έχουν το δυναμικό να είναι πρακτικές έξω από ερευνητικό περιβάλλον θα απαιτηθούν ολοκληρωμένες καινοτομίες σε πλήθος γνωστικών αντικειμένων συμπεριλαμβανομένων της νευροεπιστήμης, συνθετικής βιολογίας, ηλεκτρονικής χαμηλής τάσεως, φωτονικής[5], κατασκευής και συσκευασίας ιατρικών συσκευών, μηχανικής συστημάτων και κλινικού ελέγχου. Επιπλέον των προκλήσεων σε υλικό υπολογιστών (hardware), οι ερευνητές του NESD θα υποχρεωθούν να αναπτύξουν προηγμένες μαθηματικές και νευρο-υπολογιστικές τεχνικές ώστε πρώτα να μετατρέψουν αισθητήρια πληροφορία υψηλής σαφήνειας ανάμεσα σε ηλεκτρονικές αναπαραστάσεις και εκείνες των νευρώνων φαιάς ουσίας και κατόπιν να συμπιέσουν και απεικονίσουν εκείνα τα δεδομένα (της πληροφορίας που μετετράπει) με ελάχιστη απώλεια σε ακρίβεια και λειτουργικότητα.
Για να επιταχύνει την διαδικασία ολοκλήρωσης, το πρόγραμμα NESD σκοπεύει να στρατολογήσει έναν ποικίλο κατάλογο από επιφανείς ενδιαφερομένους της αγοράς πρόθυμους να προσφέρουν εκλεκτές υπηρεσίες κατασκευής πρωτοτύπων και πνευματικής ιδιοκτησίας στους ερευνητές του NESD σε μη ανταγωνιστική βάση. Σε επόμενες φάσεις του προγράμματος, αυτοί οι εταίροι θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην μετάβαση των τεχνολογιών που θα προκύψουν σε χώρους έρευνας και εμπορικής εφαρμογής.
Για την εξοικείωση των πιθανών συμμετεχόντων στους τεχνικούς αντικειμενικούς σκοπούς του NESD, η DARPA θα διοργανώσει μια Συνάντηση Ημέρας Προτάσεων η οποία θα λειτουργήσει Τρίτη και Τετάρτη  2-3 Φεβρουαρίου 2016 στο Άρλινγκτον της Βιρτζίνια των ΗΠΑ. Η ειδική ανακοίνωση για την Συνάντηση Ημέρας Προτάσεων υπάρχει στη διεύθυνση (ἐδῶ). Επιπλέον λεπτομέρειες σχετικά με την Βιομηχανική Ομάδα που θα υποστηρίξει το NESD υπάρχουν στη διεύθυνση (ἐδῶ). A Broad Agency Announcement (Aίτηση Υποβολής Προτάσεων Βασικής και Εφαρμοσμένης Έρευνας) που περιγράφει τις ειδικές ικανότητες που ζητούνται υπάρχει στη διεύθυνση (ἐδῶ).
Η DARPA αναμένει επενδύσεις μέχρι 60,000,000 δολάρια στο πρόγραμμα NESD σε διάστημα τεσσάρων ετών. Το πρόγραμμα NESD είναι μέρος ενός ευρύτερου χαρτοφυλακίου προγραμμάτων τα οποία υποστηρίζουν την πρωτοβουλία για τον εγκέφαλο του Προέδρου Ομπάμα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις δραστηριότητες της DARPA στον τομέα αυτό, επισκεφθείτε (ἐδῶ).
Το πρόγραμμα Σχεδίαση Νευρωνικών Μηχανικών Συστημάτων στοχεύει στην ανάπτυξη μιας εμφυτεύσιμης νευρωνικής διεπαφής ικανής να παράσχει άνευ προηγουμένου ανάλυση σήματος και ταχύτητα (bandwidth) μεταφοράς δεδομένων ανάμεσα στον ανθρώπινο εγκέφαλο και τον ψηφιακό κόσμο.



[1] DARPA: Defence Advanced Research Projects AgencyYπηρεσία Αμύνης Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων, είναι μια υπηρεσία του Υπουργείου Αμύνης των ΗΠΑ υπεύθυνη για την ανάπτυξη αναδυομένων τεχνολογιών προς χρήση από τον στρατό. Η DARPA είναι ο πατέρας του σημερινού Internet το οποίο αρχικά ήταν ένα δίκτυο υπολογιστών μεταξύ μερικών πανεπιστημίων των ΗΠΑ.
[2] Interface, στα Ελληνικά διεπαφή, σημαίνει την συσκευή ή το πρόγραμμα που καθιστά ικανό τον χρήστη να επικοινωνήσει με έναν υπολογιστή. Στην ευρεία έννοια, η λέξη σημαίνει το σημείο όπου δύο συστήματα, αντικείμενα, οργανισμοί κλπ. συναντώνται και αλληλοεπιδρούν, όπως στην περίπτωσή μας ο ανθρώπινος εγκέφαλος που δεν είναι φτιαγμένος από ανθρώπινα χέρια και ένα υπολογιστικό σύστημα οποιουδήποτε είδους που είναι.
[3] Modem: Mo(dulator)Dem(odulator), Διαμορφωτής-αποδιαμορφωτής (μετατροπέας) σήματος μεταξύ των ψηφιακών δεδομένων ενός υπολογιστή και του αναλογικού σήματος της τηλεφωνικής γραμμής. Η συσκευή αυτή εχρησιμοποιείτο για τηλεφωνική σύνδεση χρηστών στο διαδίκτυο πριν την έλευση νέων τεχνολογιών μεγαλύτερης ταχύτητας συνδέσεως.
[4] Baud, σύμβολο Bd: Μπάουντ. Στις τηλεπικοινωνίες και την ηλεκτρονική, baud είναι η μονάδα του ρυθμού  διαμορφώσεως (σήματος) σε παλμούς ανά δευτερόλεπτο σε ψηφιακά διαμορφωμένο σήμα ή γραμμή. Χρησιμοποιείται συνήθως για την ταχύτητα συνδέσεως και μεταφοράς δεδομένων μεταξύ modems.
[5] Φωτονική (photonics) ονομάζεται ο κλάδος των επιστημών και της τεχνολογίας που ασχολείται με την δημιουργία, τον έλεγχο και την ανίχνευση φωτονίων ιδιαίτερα στην περιοχή του ορατού φωτός και στο κοντινό υπέρυθρο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. (https://el.wikipedia.org/wiki/Φωτονική)

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Σημείωση: Μόνο ένα μέλος αυτού του ιστολογίου μπορεί να αναρτήσει σχόλιο.