Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 182

Последний размещается под твердой мозговой оболочкой и действует как трансивер, позволяя избежать сильного затухания ультразвука и преодолеть экранирующее действие костей черепа.

Ультразвук строго определённой частоты требуется и для повышения мощности всей системы. Расчётными методами установлено, что в данных условиях сенсор с диаметром 100 мкм под воздействием ультразвука может получить до 500 мкВт, в то время как за счёт радиочастотной передачи энергии — только до 40 пВт (примерно в 10 млн раз меньше). Кроме того, электромагнитное излучение достаточной для работы системы мощности вызывало бы слишком сильный нагрев окружающих тканей и приводило бы к их повреждению. С ультразвуком такой риск тоже остаётся, но он значительно меньше.

Условной границей между внешним и внутренним уровнями коммуникаций служит твёрдая мозговая оболочка. До неё связь осуществляется посредством ультразвука, а после неё сигнал преобразуется в радиочастотный. Он передаётся сначала на внешний компактный блок, а затем от него на отдельно стоящее принимающее устройство.

Схема взаимодействия компонентов интерфейса «мозг — компьютер» с частицами нейропыли (изображение: www.berkeley.edu).

По сравнению с потенциальными возможностями нейропыли современная электроэнцефалография и другие методы неинвазивной нейровизуализации (функциональная ядерно-магнитная томография, позитронно-эмисионная томография) имеют на один–два порядка меньшее разрешение.

Применительно к интерфейсам «мозг — компьютер» в первом приближении это эквивалентно повышению точности определения мысленной команды в десятки раз.

Текущие расчётные размеры микросенсоров в пределах 10–100 мкм сравнимы с диаметром пиальных сосудов и недостаточно малы для эффективного практического применения. Однако пределы масштабирования не исчерпаны. Авторы исследования полагают возможным создание в ближайшие годы миниатюрных сенсоров с диаметром менее 10 мкм. Такие частицы смогут регистрировать электрофизиологические данные, по-прежнему удерживаясь гематоэнцефалическим барьером.

Пока речь идёт исключительно о модели, довольно точно просчитанной с учётом известных данных. Авторы «нейропыли» опираются и на экспериментальную проверку отдельных подобных элементов интерфейса «мозг — компьютер» на лабораторных животных. Многие вопросы предстоит решить ещё до этапа создания прототипа. Идея сейчас хоть и выглядит слишком смелой, но явно заслуживает самого пристального внимания.

К оглавлению

Опубликовано 17 июля 2013

Китаянке Ма Айлун, имя которой в последние сутки поминают все без исключения околокомпьютерные ресурсы Сети, было 23 года. Жених, хорошая работа, наверняка миллионы планов. И как же глупо всё оборвалось! В минувший четверг Ма погибла от удара током, отвечая на звонок по включенному на подзарядку iPhone 5. Ну или по крайней мере так утверждают её родные (учитывая, что Apple выразила официальные соболезнования, так оно и было). Покосились на свой мобильник? И правильно сделали. Мы как-то чересчур расслабились, привыкли считать сложнейшее электронное устройство безобидным куском пластика — на который можно садиться, который можно мочить под дождём, держать воткнутым в розетку сутки напролёт, и вообще…

Спору нет, создавать панику — последнее дело, но вопрос безопасности мобильных телефонов необычен как раз тем, что среднестатистический пользователь об исходящей от них потенциальной угрозе задумываться не привык. Не верите? Расскажите человеку, далёкому от ИТ, про ту же Ма Айлун, напомните ему любой из многочисленных случаев, когда телефоны загорались или взрывались в руках и карманах, и оцените гамму эмоций на его лице. А ведь так было не всегда! Ещё десять лет назад (без)опасностью мобильника интересовался чуть ли не каждый первый покупатель. Увы, за годы стремительной эволюции сотовые телефоны перешли из разряда «хайтек» в «бытовую электронику», а вместе с этим (великое дело привычка!) испарился и интерес.

Ма Айлун далеко не первая, кто погиб от электрического удара или ожогов, вызванных мобильным телефоном. И в Китае, и в США за последние годы официально зарегистрировано несколько подобных случаев.

Сегодня опасный или трагический инцидент с очередным мобильным устройством попадает на первые полосы, только если в деле замешан крупный бренд: Apple идеальна, но сгодится и Samsung; уже читали, как Galaxy SIII прожёг брюки швейцарке? А неприятная правда в том, что на каждый громкий случай приходятся буквально десятки затерявшихся в новостном шуме. Сообщения о них оседают в отчётах национальных регуляторов (вроде американской Комиссии по безопасности потребительских товаров, CPSC) и на газетных задворках, откуда могут быть извлечены правильными запросами через новостные агрегаторы. Полистайте, к примеру, выдачу Google News по запросу «cellphone battery explosion»: местами это напоминает фронтовую сводку, а мобильник представляется оружием с несколькими поражающими факторами — которые небесполезно знать.

Электромагнитное излучение — фактор первый и наиболее изученный. Именно на нём ещё десять лет назад было сконцентрировано внимание общественности. Говоря попросту, часть радиоволн, генерируемых телефоном, поглощается телом человека, и вопрос в том, влияет ли это на здоровье и какую мощность считать допустимой. Деньги на кону уже тогда стояли огромные, и нет ничего удивительного в том, что однозначного ответа так и не получено: на каждое исследование, подтверждающее вред, находилось не менее авторитетное, в котором никаких последствий не находилось. Со временем интерес публики к вопросу поослаб, и сегодня спросите молодых: мало кто вспомнит, что такое SAR и с чем его едят. А между прочим, даже у топовых смартфонов именитых вендоров этот показатель отличается порой почти на порядок! И точка так и не поставлена: надёжных, воспроизводимых доказательств вреда не предъявлено, но и безвредность не доказана тоже.

А это Galaxy SIII. Вернее, то, что от него осталось, после того как он взорвался в кармане швейцарки Фанни Шлаттер.

Публика переключилась на другой опасный фактор — благо там отрицательные последствия налицо. Речь об аккумуляторных батареях, которые вызывают сегодня львиную долю проблем не только в секторе мобильных телефонов, но и в мире мобильной электроники вообще. Резервы существующих, коммерчески применимых технологий электрохимической аккумуляции энергии выбраны (см. «Как отключить главный тормоз высоких технологий?»), а требования к габаритам и ёмкости продолжают ужесточаться — что ж удивительного в том, что батареи горят и взрываются? Вряд ли сильно ошибусь, сказав, что за последние несколько лет не было такой модели телефона, которая не горела бы. Горел уже даже наисвежайший Samsung Galaxy S4 — и, хуже того, умозрительная кривая опасных инцидентов забирает всё круче вверх. Увы, даже соблюдение техники безопасности (об этом ниже) не гарантирует, что ваш экземпляр не загорится однажды на зарядке или не взорвётся вам в лицо во время разговора: тут скорее чистое везение — повезёт с удачным экземпляром или наткнётесь на неудачный.

Однако трагедия в Китае заставляет обратить внимание ещё на один фактор — электричество. Здесь ситуация и проще, и сложнее одновременно. Не углубляясь в тонкости электротехники, можно сказать так: пользователю мобильного телефона можно не бояться поражения электрическим током, пока ничто не включено в розетку. Что в самом телефоне, что в разъёме USB, на котором телефон частенько висит, электрическое напряжение недостаточно для того, чтобы вызвать даже неприятные ощущения. Но, помимо собственно телефона, есть ещё зарядное устройство — и вот тут дело обстоит хуже.

В отличие от «зарядников», скажем, сорокалетней давности, в которых обязательно присутствовал (и был главным компонентом) понижающий трансформатор, все современные зарядные устройства построены по схеме так называемого импульсного преобразователя напряжения. Трансформатор там по-прежнему есть, но крохотный и работающий в другом режиме, в паре со сложной обвеской из полупроводниковых элементов. В результате современный зарядник меньше, легче, тише, проще в эксплуатации, более энергоэкономичен. Зато и компоненты его нагружены сильнее, а в случае поломки на «выходе» может оказаться полное входное напряжение, то есть 220 вольт. (Это справедливо даже для продуктов от авторитетных производителей, прошедших сертификацию, — что говорить про китайский ноунейм!) А ведь та же Ма Айлун, по некоторым сообщениям, перед гибелью принимала душ — и, вероятно, схватилась за зарядник мокрыми руками.