Các nhà khoa học tạo ra chip đơn nhỏ nhất thế giới, nằm gọn trong mũi kim để tiêm vào cơ thể

Các thiết bị điện tử ngày càng được thu nhỏ và mở ra một số khả năng thú vị khi nói đến những gì chúng ta có thể đặt trong cơ thể để theo dõi và cải thiện sức khỏe của mình. Các kỹ sư tại Đại học Columbia đã chứng minh một phiên bản khó tin của công nghệ này, phát triển hệ thống chip đơn nhỏ nhất từng được tạo ra, được cấy vào kim tiêm dưới da để đo nhiệt độ bên trong cơ thể, và có thể hơn thế nữa.

Từ các thiết bị cấy ghép cỡ bọ rùa theo dõi nồng độ oxy trong các mô sâu trong cơ thể đến các cảm biến nhỏ bé theo dõi các tín hiệu thần kinh trong thời gian thực, các nhà khoa học đang đạt được những bước tiến lớn khi nói đến chức năng của các thiết bị điện tử nhỏ bé. Thiết bị cấy ghép do Kỹ sư Columbia phát triển đã tạo nên bước đột phá mới là hệ thống chip đơn nhỏ nhất thế giới, là một mạch điện tử đầy đủ chức năng với tổng thể tích nhỏ hơn 0,1 mm3.

Với kích thước đó, nó nhỏ như một con mạt bụi và chỉ có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi. Con chip nhỏ bé đòi hỏi một số cách vận hành đặc biệt trong giao tiếp và được cung cấp năng lượng.

Các thiết bị điện tử nhỏ có thể có các mô-đun tần số vô tuyến (RF) để truyền và nhận tín hiệu vô tuyến điện từ, nhưng những bước sóng này quá lớn để có thể sử dụng với một thiết bị nhỏ như thế này. Mặt khác, bước sóng siêu âm nhỏ hơn rất nhiều ở một tần số nhất định, vì tốc độ âm thanh nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng mà sóng điện từ truyền đi. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã kết hợp một bộ chuyển đổi áp điện hoạt động như một “ăng ten” để cấp nguồn không dây và liên lạc qua sóng siêu âm.

Điều này kết hợp với một cảm biến nhiệt độ công suất thấp trên bo mạch để biến chip thành một đầu dò để cảm biến nhiệt theo thời gian thực, cho phép nó theo dõi nhiệt độ cơ thể và cả sự dao động của nhiệt độ do ứng dụng điều trị của sóng siêu âm. Khả năng của thiết bị cấy ghép đã được chứng minh trên những con chuột sống, nơi nó được sử dụng để kích thích thần kinh bằng sóng siêu âm, và có đến 7 con chip được cấy vào chuột cùng một lúc bằng cách tiêm.

Các nhà khoa học tưởng tượng những loại chip này sẽ được cấy vào cơ thể người, và sau đó truyền đạt thông tin không dây về những gì chúng đo được thông qua sóng siêu âm. Ở dạng hiện tại, điều này chỉ giới hạn ở nhiệt độ cơ thể, nhưng các khả năng khác bao gồm huyết áp, mức đường và chức năng hô hấp được hy vọng sẽ xuất hiện trong tương lai.

Ken Shepard, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi muốn xem có thể đẩy giới hạn hoạt động của một con chip nhỏ đến mức nào. Đây là một ý tưởng mới về ‘chip như một hệ thống’ – một con chip mà một mình, không có gì khác, là một hệ thống điện tử hoạt động hoàn chỉnh, được sử dụng trong các ứng dụng lâm sàng, và cuối cùng đã được phê duyệt để sử dụng cho con người. “

• Hãy quên Snapdragon hay Exynos đi, vì Dimensity 9000 của MediaTek mới là đối thủ thực sự của Apple A15