Ухо может снабжать энергией имплантируемые в него усилители - Техника и Технологии - Статьи/Фото/Видео - Необычные загадки и явления
Главная » Файлы » Техника и Технологии

Ухо может снабжать энергией имплантируемые в него усилители
08.11.2012, 20:31
Исследователи из Массачусетского технологического института (США) под общим руководством Патрика П. Мерсье создали экспериментальную систему обеспечения электроэнергией носимых радиопередатчиков. Необычной её делает то, что вся необходимая энергия извлекается из среднего уха носителя (человека).

В нашем ухе есть улитка — спиралевидный заполненный жидкостью перепончатый канал, образующий два с половиной витка спирали. Внутри она делится двумя плоскими мембранами, основной и рейснеровой. В итоге образуются три параллельных канала. Два наружных — лестница преддверия и барабанная лестница — заполнены перилимфой, в которой много ионов натрия. Центральный (спиральный) канал содержит эндолимфу, насыщенную ионами калия. Эндолимфа положительно заряжена по отношению к перилимфе, что делает неизбежным разность электрического потенциала на разделяющей каналы мембране, доходящую до 70–100 мВ. Потенциал этот обычно не простаивает без дела — он питает усиление входящих звуковых сигналов.


Само устройство содержит передатчик, работающий на 2,4 ГГц, и приёмник.

Проведя ряд опытов на одомашненных морских свинках, анатомия и физиология уха которых очень близки человеческим, учёные убедились в том, что, утилизируя этот естественным образом генерируемый потенциал, можно получить 14–28 мкА при напряжении в 30–55 мВ. Результирующая мощность такого источника электропитания составила от 1,1 до 6,3 нВт (на ухо морской свинки).

На первый взгляд, величины малы: транзисторная микроэлектроника требует напряжения до десятых долей вольта. Однако, отмечают авторы, при всей схожести морской свинки и человека не стоит забывать о том, что последний в среднем в 100 раз тяжелее и должен создавать несколько больший электрический потенциал. Кроме того, проблему вольтажа можно решить за счёт дополнительный подпитки имплантируемого устройства энергией из внешних источников, при помощи излучения в микроволновом диапазоне. А вот согласование работы электроники и посылка запросов на микроволновое питание — это те области, где «ушного электричества» должно хватить с запасом.

В ходе эксперимента микроэлектронное устройство размерами 9×11 мм без проблем функционировало таким образом пять часов (всё время опыта), передавая на частоте 2,4 ГГц данные о напряжении в самой улитке.


Миниатюрность (сравните с пальцем или монетой) позволяет имплантировать их не только людям, но и куда более миниатюрным существам.

Проверив все аспекты работы устройства в улитке морских свинок, исследователи отметили, что качество приёма звукового сигнала животными упало при этом лишь для частот в 23 кГц. При применении такого способа электропитания для имплантируемых слуховых аппаратов уровень повышения общего качества слуха будет значительно выше, чем обусловленный забором электричества частичный «провал» на 23 кГц.
Категория: Техника и Технологии | Добавил: exxxxxcel
Просмотров: 174 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]