Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computer-Winzling als Augenimplantat

23.02.2011
Millimetergroßes System überwacht grünen Star

US-Forscher haben einen Computer entwickelt, der kaum größer ist als eine Bleistiftspitze.

"Es ist das erste echte millimeterskalige Computersystem", meint Dennis Sylvester, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der University of Michigan (UMich). Der aktuelle Prototyp ist dazu gedacht, den Augendruck bei Patienten mit grünem Star zu überwachen. Doch gehen die Forscher davon aus, dass derart winzige Systeme in Zukunft beispielsweise in Form von Sensornetzwerken allgegenwärtig sein werden.

Alles auf einem Kubikmillimeter

Der Computer-Winzling ist nur etwas mehr als einen Kubikmillimeter groß. Das System nutzt die dritte Generation des an der UMich entwickelten, extrem energieeffizienten Prozessors Phoenix. Dieser ist auf engstem Raum mit einem Drucksensor, einem Speicherelement, einer Solarzelle und einem damit verbundenen Dünnschicht-Akku sowie einem Funkmodul für die Datenübertragung an ein externes Lesegerät vereint. Das Gesamtpaket als weitgehend autonomer Sensor für das Auge gedacht.

Das System nutzt einen extrem stromsparenden Ruhemodus. Viertelstündlich erwacht der winzige Computer, um eine Druckmessung vorzunehmen und verbraucht dabei im Schnitt nur 5,3 Nanowatt. Um die Energieversorgung mittels Solarzelle und Akku zu gewährleisten, reichen 1,5 Stunden Sonnenlicht oder zehn Stunden Innenraumbeleuchtung. Das System kann die Daten einer ganzen Woche speichern, bevor diese mit einem nah ans Auge gehaltenen Gerät ausgelesen werden müssen.

Bessere Funkmodule

Eine Einschränkung des winzigen Computers ist, dass sein Funkmodul zwar mit dem passenden Lesegerät, aber nicht mit anderen gleichartigen Systemen kommunizieren kann. Das wäre notwendig, um mittels millimetergroßen Computern intelligente drahtlose Snesornetzwerke zu errichten. Forscher an der UMich arbeiten daher auch an einem breiter nutzbaren, kompakten Funkmodul.

Dem Team um den Elektrotechnik-Professor David Wentzloff ist es gelungen, auf einen Oszillatorkristall als Zeit- und Frequenzreferenz zu verzichten. So haben sie ein Funk- und Antennenmodul geschaffen, das weniger als einen Kubikmillimeter groß ist.

"Unser Chip erfordert kein externes Tuning. Wenn man ein Netzwerk mit diesen Modulen umsetzt, werden sie sich automatisch auf die gleiche Frequenz einstellen", betont Wentzloff. Sein Team arbeitet nun daran, den Strombedarf zu senken, damit millimeterskalige Akkus zur Energieversorgung genügen.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://umich.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Filterschutz fürs Gehirn: Weniger Schlaganfälle bei Herzklappenersatz-OP
17.08.2017 | Universitätsklinikum Ulm

nachricht Cochlea-Implantat: Viele Formen funktionieren
10.08.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik