Медицинские боты смогут обмениваться информацией, выпуская химические молекулы в кровоток, считают биоинженеры.
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) продемонстрировали прототип системы, основанной на биомолекулярной связи и предназначенной для обмена информацией внутри живого организма между микроскопическими ботами и имплантами. Технология поможет создать связанную сеть устройств, действующих совместно.
Идея ученых состоит в том, чтобы позволить микро- или нанороботам взаимодействовать, высвобождая определенные молекулы в кровоток. В упрощенном виде присутствие или отсутствие определенной молекулы может быть интерпретировано машиной как код «1» или «0».
Биомолекулярная коммуникация стала наиболее подходящей парадигмой для объединения наноимплантатов в сеть. Это невероятная идея: мы можем отправлять данные, кодируя их в молекулы, которые затем проходят через кровоток, и мы можем общаться с роботами, указывая им, куда идти и когда применять лекарства.
Хайтам Аль Хассание, соавтор исследования
Исследователи трансформировали для работы в молекулярной сети методы электронной коммуникации, такие как обнаружение пакетов, оценка каналов, а также схемы кодирования и декодирования. Это помогло преодолеть проблемы, связанные с биологией, такие как нестабильность каналов и отсутствие синхронизации и обратной связи.
Исследователи протестировали технологию на синтетической системе кровообращения в лаборатории, состоящей из трубок и насосов, имитирующих кровеносные сосуды и сердце. Эксперименты показали, что молекулярная связь работает одновременно с четырьмя роботами, передающими молекулярные сигналы, и работает лучше, чем существующие методы.
Имплантаты и крошечные «машины» в будущем смогут работать в тканях человека, помогая лечить болезни или контролировать активность клеток и органов, но у этих систем есть проблема со связью. Проводная связь внутри тела сопряжена с риском заражения. А беспроводные технологии, такие как радио, свет и Bluetooth, не очень эффективно проходят через ткани, что резко ограничивает радиус действия.
Швейцарские исследователи полагают, что бимолекулярная связь решит эти проблемы. Внутри живых пациентов действует гораздо больше факторов и требуется испытание метода в условиях реальных тканей, признают исследователи. Но демонстрация работы в синтетической среде — это многообещающий первый шаг на пути к конечной цели.
Читать далее:
ИИ разработал суперконденсатор, который хранит рекордное количество энергии
Посмотрите на «сердце» Млечного Пути на снимках телескопа «Джеймс Уэбб»
Найдена монета в древнеримском театре: она сильно впечатлила ученых
На обложке: Изображение от user6702303 на Freepik