Langattomat terveysteknologiat

Prof. Leena Ukkonen

Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laitosTampereen teknillinen yliopisto

Langaton tunnistus ja aistiminen

2

Langattoman kommunikaation toimintaperiaate

D. M. Dobkin: RF in RFID: Passive UHF RFID Systems in Practice

3

Langaton terveydentilan seuranta

15.04.2023 4

Patel et al. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 2012 9:21

515.04.2023

www.groups.csail.mit.edu

www.seelab.ucsd.edu

www.popsci.com www.msichicago.org

Häkli, J. et al., IEEE RFID 2010

www.moblieshop.com

www.csserver.ucd.ie

Tulevaisuuden visio

”The most profound of technologies are those that diseappear. They weave themselves into the fabric of everyday life, until they are indistinguisable from it.” – Mark Weiser

6

15.04.2023 7

Top 10 Implantable Wearables Soon To Be In Your Body

1. Implantable smartphones

2. Healing chips

3. Cyber pills that talk to your doctor

4. Implantable birth control

5. Smart tattoos

6. Brain-machine interface

7. Meltable bio-batteries

8. Smart dust

9. The verified self

10. Implantable 3D Smart Organs

wtwox.com

Langaton aivotietokone Wireless Brain Machine Interface (BMI)

• Langattoman aivotietokoneen avulla aivosignaaleja pystytään “lukemaan” langattomasti ja lähettämään tarvittavaan ohjausjärjestelmään

• Mahdollisuus auttaa esim. halvauspotilaita: tulevaisuudessa proteesiraajoja pystytään liikuttamaan “ajatuksen voimalla”

8

www.downstate.edu Langalliseen kommunikaatioon perustuva aivo-tieto-koneliityntä

Tulevaisuuden langaton aivo-tietokonejärjestelmä

9

15.04.2023 10

• What does BMI have to offer?

Potential and Impact of Brain-Machine Interfaces

11

US Statistics:• Spinal cord injury: 11k/yr (total 250k) 47% quadriplegic 56% between 16 and 30 yr• Traumatic brain injury: 5.3M• Amputees: 400k• ALS/locked-in syndrome: 30k

→Goal: restore mobility and communication to millions of people world wide

• Toimintojen kautta saadun palautteen avulla aivot oppivat käyttämään aivotietokonetta ja sopeutuvat sen tarjoamiin toimintoihin

Langaton aivotietokone:Palautteen mukaan sopeutuvat aivot

12

A. C. Koralek, J. D. Long, R. M. Costa, J. M. Carmena: Corticostriatal plasticity is necessary for learning intentional neuroprosthetic skills, Nature 2012.

Neural recording:EEG, EGoG, …

Neural data

Artifical system:Computer cursor, smart prosthetics,…

Decoding algorithm

Feedback delivery:Visual, auditory, tactile,

proprioceptive, …

Implantoitavat järjestelmät: langaton tehonsiirto kudoksen läpi

15.04.2023 13

13

RFID IC

1 mm3 three-dimensionalcubic antenna

Nanomateriaalit: tulevaisuuden mahdollisuuksia pienikokoisille implanteille

14

Utilizing the potential of novel nanomaterials;three-dimensional structures; flexible structures

Current Situation

Future Antenna Structures Exceeding the State of the Art

www.spie.org

www.mobileinquirer.com

Langaton kommunikaatio puettaviin laitteisiin: tekstiiliantennit

Yhteistyö ja sen merkitys

• Monitieteinen tutkimusala: sähkötekniikka, biolääketieteen tekniikka, materiaalitekniikka, lääketiede kansainvälinen yhteistyöverkosto

16

15.04.2023 17