כבלי טבור דקים לגולגולת נוטים להיות התשובה.
כבלים אלה צריכים להיות גמישים מאוד מכיוון שהמוח מקובע בתוך הגולגולת, אלא "צף" בנוזל (נוזל מוחי - 'CSF') בתוך חלל הגולגולת.
הפער הוא כמה מילימטרים והכבל צריך לחצות את זה תוך שהוא מאפשר תנועה יחסית בין המוח לגולגולת.
כמה עדיף לחצות את הפער הזה בצורה אלחוטית - וזה מה שהחוקרים מנסים לעשות.
נחשף ב-ISSCC, הכנס הבינלאומי ל-Solid-State Ccuits
השבוע היה צעד בכיוון הזה, שבו מעבדת המחקר Imec משדרת כוח לשתל עצבי דרך ה-CSF באמצעות אולטרסאונד.
למה אולטרסאונד?
מכיוון שהוא מעביר כוח בסביבה זו בצורה יעילה יותר מאשר גלים אלקטרומגנטיים.
הכוח הוא פרימיום כאן (ראה מאוחר יותר), מה שגורם ל-Imec להשתמש בהיגוי קרן אפילו בטווח הקצר הזה, במקום לשדר התפשטות רחבה של אולטרסאונד, כדי לאפשר את תנועת המוח ואת הגחמות של הניתוח כאשר השתל מותקן.
עבודה זו שדווחה במאמר זה של ISSCC אינה הפעם הראשונה בה היגוי קרן אולטרסאונד הוצע עבור יישום זה, אך צוות המחקר לקח את יעילות ההספק לרמה הבאה על ידי שימוש חוזר בכוח המניע את מערך המתמרים הפיאזואלקטרי שלו פעמים רבות לפניו מתפזר כחום - מה שנקרא נהיגה 'אדיאבטית'.
ישנם 16 אלמנטים פיזואלקטריים בקו על המערך (הוא נווט במימד אחד), וכדי ליצור קרן יש להפעיל אותם בתבניות. מכיוון שמתמרים פיזואלקטריים הם בעצם קבלים, המשמעות היא טעינה ופריקה של 16 קיבולים עם תזמון מבוקר מדויק.
בכל רגע במהלך הפעולה, יהיה צורך להוסיף טעינה לחלק מהמתמרים, בעוד שמאחרים יהיה צורך להסירו.
החוכמה כאן היא, לאותו רגע, לזהות זוגות של מתמרים שצריכים להיות באותו מצב טעינה, אבל כרגע רחוקים באותה מידה ממצב טעינה זה, אבל בכיוונים מנוגדים. אם אלה יהיו קצרים יחד, שניהם ישיגו את מצב הטעינה הנכון, מבלי לשאוב אנרגיה ממסילות החשמל.
חלק מהפיתוח של Imec היה יצירת אלגוריתם ליצירת קרן שבו צמדים אלו מתרחשים בתדירות גבוהה, תוך מיקסום חיסכון באנרגיה, וזה גם מבטל את הקבלים החיצוניים שחלק מהסכמות האדיאבטיות דורשות - המקום מוזל.
זוהי תכנית מכומדת, המשתמשת רק בחמש רמות טעינה אפשריות, אשר תיאורטית מאפשרת למחזר עד 75% מהאנרגיה, אמר Imec, שהחוקרים שלה בחרו גם בתדר קולי של 8MHz ו-116μm גובה למתמרים כדי להתמקד היטב לאורך הקצר. מרחק פעולה.
כדי לחסוך עוד יותר באנרגיה, הנהגים עצמם משתמשים בצורה דומה של שיתוף מטענים.
ללא הערמה, ה-IC ומערך המתמרים תופסים יחד 8 x 5.3 מ"מ.
מדוע הצורך לחסוך בחשמל ובגודל?
קישור קולי זה נועד להיות חלק מתוכנית גדולה יותר, כאשר משדר הכוח האולטראסוני וכל האלקטרוניקה הנלווית מותקנים בתוך עובי הגולגולת בחור של ~6 מ"מ - התקשורת שלו לעולם החיצון תהיה דרך שניה (לא על-קולית). ) קישור אלחוטי דרך הקרקפת.
חור העצם הקטן מסביר את הצורך במזעור, בעוד מגבלת הכוח המחמירה נובעת מהצורך לשמור על חימום רקמות מקומי מתחת ל-1°C.
Imec הולנד עבדה עם Imec Belgium ועם אוניברסיטת דלפט טכנולוגיה.
מאמר ISSCC 2024 6.2: "Tx המופעל באמצעות אולטרסאונד עם כונן אדיאבטי גלובלי לחלוקה מחדש של מטען המשיג 69% כוח
הפחתה וזווית היגוי קרן מרבית של 53° עבור יישומים ניתנים להשתלה'.
ISSCC
הוועידה השנתית הבינלאומית למעגלים מוצקים בסן פרנסיסקו היא חלון הראווה של העולם להתקדמות מעגלים המיועדים ל-ICs - הם החדישים ביותר.