인듐: 차세대 생체공학 눈의 열쇠

솔더는내과 의료 기술에서 심박 조율기부터 인공 와우 장치에 이르기까지 보편화되어 있는 데, 그의 배터리, 부품 및 회로 기판은Indium Corporation의페이스트, { 6]프리폼, 와이어, 구체{ 3] 및플럭스에 의해 고정되어 있습니다. 그런데, 한 가지 요소가 특정 보철술에 대한 미래 잠재력을 여는 열쇠가 됩니다.

1972년 소설 사이보그에서 테스트 조종사 스티브 오스틴은 충돌로 파손된 신체 일부를 교체하기 위해 기계 보철 시술을 받습니다. 2년 후 그 허구의 이야기는 ABC 텔레비전에서 "600만 불의 사나이"라는 이름으로 TV 화면에 나타났습니다. [오늘날이라면 스티브는 인플레이션을 감안할 때 3,400만 불의 남자가 됩니다.] 그의 보철 시술 중에 생체 공학 팔은 초인적인 힘과 능력을 갖추었고 탈착식 눈으로 교체된 왼쪽 눈에는 미니어처 카메라가 장착되어 있습니다.

책, TV 시리즈 및 속편 영화는 모두 허구의 작품이었지만, 생체 공학 신체 부위는 수십 년 동안 우리 주변에서 이용되고 있었습니다. 예를 들어, 1970년대 MIT 교수이자 인공 지능의 선구자인 Marvin Minsky는 14개 관절, 3개 팔꿈치, 컴퓨터 제어, 유압 근육이 있는 기계 팔을 만들었습니다. Marvin은 고품질의 감각 피드백이 언젠가는 고급 원격 조작 로봇 시스템이 "아주 우리 손처럼 비슷하게 느끼고 작동하여 큰 차이를 느끼지 못할" 단계에 도달할 것이라고 믿었습니다. 그러나 생체 공학 눈 임플란트는 기본적인 시력 목표가 있는 경우라고 하더라도 개발은 최근에야 이루어지고 있습니다.

최초의 생체공학 눈은 Second Sight Medical Products의 Argus II Retinal Prosthesis System인데, 2013년까지도 FDA 승인이 되지 않았었습니다. Argus의 비디오 카메라 이미지는 전자 데이터로 변환되어 이식된 망막 보철물로 전송됩니다. 그 시스템은 흑백으로 60픽셀만 포함합니다. 급격히 오늘날에 접어들어, 중국의 Harbin Institute of Technology와 영국의 Northumbria University의 연구원들은 생체 공학 눈 기술 발전을 가로막는 중요한 장벽 중 하나(전력 소비 절감)에 대한 코드를 해독했을 수 있습니다.

생체모방체는 자연과 자연 현상을 연구하는 학문으로서 과학, 공학 및 의학 문제에 대한 해결책을 자연계에서 찾는 것입니다. 뛰어난 이미징 기능(예: 넓은 시야, 낮은 수차)을 가진 생체모방 눈은 시각 보철술 및 로봇 공학 분야에서 큰 잠재력을 보여 왔습니다. 그러나, 많은 전력을 소모하는 처리 요구사항으로 인해 기술 발전이 더디게 진행되고 있습니다. 이 전력 소비를 줄이는 열쇠는 무엇인가요? 인듐.

인공 시냅스 소자에 전자 주입 강화 인듐 층을 코팅하면 전기 전도도가 증가하고 소비 전력이 급격히 떨어집니다. 현재의 광학 인공 시냅스에 비해, 본 장치는 스파이크당 68.9aJ의 초저전력 소비를 달성하여 수백 배 더 낮습니다.

생체모방 눈의 발전에는 현재 사용 가능한 재료의 강성 및 복잡한 장치 구조를 포함하여 다른 문제들이 여전히 남아있습니다. 눈에서 시각 피질까지 고해상도 정보를 얻게 되면, 앞으로 수십 년이 걸릴 것 같은 처리 능력과 기술 발전 간의 완벽한 시너지 효과를 얻게 될 것입니다. 그러나, 이러한 장치의 전력 소비를 줄이는 데 있어 인듐의 중요한 역할은 미래의 인공 시각 시스템에 대한 새로운 연구에 영감을 주고 있습니다.

아마도 그의 미니어처 카메라만 가지고 있는 스티브 오스틴은 매우 질투하겠죠.

기술 평가 관리자 David Socha의 도움으로 MarCom 전문가 Christian Vischi가 작성했습니다.

참조:

Hu, Yunxia, ​​et al. "인듐 유도 표면 전하 도핑에 의한 생체모방 안구용 MoS₂ 레이어 기반 초저전력 광학 시냅스." 고급 자료. 2021년 10월 16일. DOI: 10.1002/adma.202104960