比起最近發(fā)展迅猛的可穿戴設(shè)備、人工智能，現(xiàn)代可植入電子設(shè)備的發(fā)展卻一直由于信號(hào)傳輸問題停滯不前。來(lái)自伊利諾伊大學(xué)香檳分校的電氣工程師 Andrew Singer 發(fā)現(xiàn)，超聲波可高速穿過(guò)生物組織傳輸。比起最近發(fā)展迅猛的可穿戴設(shè)備、人工智能，現(xiàn)代可植入電子設(shè)備的發(fā)展卻一直由于信號(hào)傳輸問題停滯不前。大多數(shù)用于醫(yī)療的植入電子設(shè)備通過(guò)無(wú)線電頻率傳輸數(shù)據(jù)緩慢的低于每秒 50kbs。按照這個(gè)速度，醫(yī)生傳輸數(shù)據(jù)和更新設(shè)備都需要很長(zhǎng)時(shí)間。

　　來(lái)自伊利諾伊大學(xué)香檳分校的電氣工程師 Andrew Singer 立志找到比無(wú)線電波更有效的傳播方式。他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，超聲波信號(hào)能夠以每秒 30mbps 的速度穿過(guò)肌肉來(lái)傳輸信號(hào)。這是已知通過(guò)生物組織傳輸信號(hào)的最高速度。對(duì)比在 Netflix 上觀看超清視頻所需要的每秒 25mbps 的傳輸速率，每秒 30mbps 的速度可以為植入設(shè)備的應(yīng)用提供很大想象空間。

　　從物理的角度來(lái)說(shuō)，無(wú)線電波是特定頻段的電磁波，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生。而超聲波屬于超過(guò)人耳聽覺上限的聲波，由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生。

　　目前，大多數(shù)的可植入電子設(shè)備還是通過(guò)無(wú)線電頻率來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，最高的頻段不能超過(guò) 300 千赫茲。無(wú)線電波的本質(zhì)是波段低于 300 千赫茲的電磁波，超過(guò)這個(gè)頻段的電磁波則會(huì)變?yōu)?a target="_blank">微波。微波不僅會(huì)干擾到附近電子設(shè)備，也會(huì)在通過(guò)被植入者的身體的過(guò)程中被人體吸收。不僅會(huì)使信號(hào)減弱，更危險(xiǎn)的是，人體吸收微波后會(huì)升溫，就像微波爐的加熱原理。

　　Singer 設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)，用豬腰肉、牛肺來(lái)模擬信號(hào)傳輸過(guò)程中受到肌肉、脂肪、內(nèi)臟的阻礙。希望證明可以用超聲波來(lái)為植入電子設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，既保證傳輸速度，也不會(huì)受阻削減。

　　Singer 表示他對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常滿意，在通過(guò)動(dòng)物肌肉、脂肪和內(nèi)臟的過(guò)程中，超聲波信號(hào)不僅傳播速度快，也達(dá)到了基本無(wú)損的目標(biāo)。

　　針對(duì) Singer 的實(shí)驗(yàn)，專注超聲波儀器的 Stanford 的放射學(xué)家 Jeremy Dahl 提出了一些異議。在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)射器和接收器之間的距離只有 5.86 厘米。所以實(shí)驗(yàn)無(wú)法證明超聲波對(duì)植入位置較深的電子設(shè)備，或離植入者較遠(yuǎn)的接收裝置的情況能夠順利完成。

　　此外，因?yàn)樗麄儧]有測(cè)試含骨部位的超聲波通過(guò)效果，所以超聲波對(duì)骨骼和軟骨的通過(guò)情況也暫時(shí)不清楚。

　　另一個(gè)潛在的問題是，與發(fā)散傳播的無(wú)線電不同，超聲波的傳遞是沿著單一方向的，所以醫(yī)生必須要知道患者植入裝置的具體位置才能接收到信號(hào)。這在使用實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中會(huì)帶來(lái)一定不便。

　　Singer 將繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)完善。他相信，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，通過(guò)超聲波信號(hào)傳像，醫(yī)生可以讓病人吞下攝像機(jī)后看到微型攝影機(jī)通過(guò)消化道的高清即時(shí)呈相。而已經(jīng)植入電子設(shè)備，在未來(lái)也有望可以通過(guò)超聲波信號(hào)來(lái)升級(jí)更新功能。