땜납은 심장박동기부터 인공와우에 이르기까지 내부 의료 기술에서 어디에나 존재하며 배터리, 부품 및 회로 기판은 Indium Corporation의 페이스트, 프리폼, 와이어, 구 및 플럭스에 의해 제자리에 고정됩니다. 그러나 한 가지 요소는 특정 보철물의 미래 잠재력을 여는 열쇠입니다.
1972년 소설 사이보그에서 테스트 파일럿 스티브 오스틴은 추락 사고로 파괴된 신체 일부를 대체하기 위해 기계 보철물을 이식받습니다. 2년 후 이 가상의 이야기는 ABC 텔레비전에서 "600만 달러의 사나이"라는 제목으로 작은 화면으로 각색되었습니다. (오늘날 스티브는 인플레이션을 감안하면 3400만 달러의 부자가 됩니다.) 그의 의수 중에는 초인적인 힘과 민첩성을 갖춘 바이오닉 팔과 소형 카메라를 장착한 탈착식 안구로 대체된 왼쪽 눈이 있습니다.
책, TV 시리즈, 후속 영화는 모두 허구의 작품이지만, 생체공학 신체 부위는 수십 년 전부터 존재해 왔습니다. 한 예로 1970년대에 MIT 교수이자 인공 지능의 선구자인 마빈 민스키는 14개의 관절과 3개의 팔꿈치, 컴퓨터로 제어되는 유압식 근육이 달린 기계식 팔을 만들었습니다. 마빈은 고품질의 감각 피드백을 통해 언젠가는 첨단 원격 조작 로봇 시스템이 "우리 손과 매우 흡사하게 느껴지고 작동하여 큰 차이를 느끼지 못할" 단계에 도달할 수 있을 것이라고 믿었습니다. 하지만 생체공학 안구 임플란트, 심지어 기본적인 시력을 목표로 하는 임플란트조차도 최근에야 개발되기 시작했습니다.
최초의 생체 공학 눈 - 세컨드 사이트 의료 제품' Argus II 망막 보철 시스템 - 아니었다 2013년까지 FDA 승인. Argus의 비디오 카메라 이미지는 전자 데이터로 변환되어 이식된 망막 보형물로 전송됩니다. 이 시스템에는 흑백 60픽셀만 포함되어 있습니다. 오늘날로 빨리 감기면 중국 하얼빈 공과대학교와 영국 노섬브리아 대학교의 연구원들 는 생체 공학 눈 기술 발전의 중요한 장벽 중 하나인 전력 소비 감소의 암호를 풀었을 수 있습니다.
생체 모방학 자연과 자연 현상을 연구하는 학문으로, 과학, 공학, 의학 분야의 문제에 대한 해결책을 자연계에서 찾습니다. 넓은 시야와 낮은 수차 등 뛰어난 이미징 기능을 갖춘 생체 모방 눈은 시각 보철 및 로봇 공학 분야에서 큰 잠재력을 보여 왔습니다. 그러나 많은 전력을 소비하는 처리 요구 사항으로 인해 기술 개발이 더디게 진행되었습니다. 이 전력 소비를 줄이는 열쇠는 무엇일까요? 인듐.
인공 시냅스 소자에 전자 주입으로 강화된 인듐 층을 코팅하면 전기 전도도가 증가하고 전력 소비가 급격히 감소합니다. 이 소자는 기존의 광학 인공 시냅스에 비해 수백 배 낮은 스파이크당 68.9aJ의 초저전력 소비를 달성합니다.
현재 사용 가능한 재료의 경직성, 복잡한 장치 구조 등 생체 모방 눈의 발전을 위해 직면한 다른 문제들도 여전히 남아 있습니다. 눈에서 시각 피질로 고해상도 정보를 전달하려면 처리 능력과 기술 발전의 완벽한 시너지가 필요하며, 이는 아직 수십 년이 더 걸릴 것으로 보입니다. 하지만 이러한 장치의 전력 소비를 줄이는 데 있어 인듐의 중요한 역할은 미래의 인공 시각 시스템에 대한 새로운 연구에 영감을 불어넣고 있습니다.
미니어처 카메라만 들고 있는 스티브 오스틴은 꽤나 부러워할 것입니다.
MarCom 전문가 Christian Vischi가 작성하고 기술 평가 관리자 David Socha의 기고로 작성되었습니다.
참조:
"생체 모방 눈을 위한 인듐 유도 표면 전하 도핑에 의한 MoS2 층 기반 초저전력 광학 시냅스." Hu, Yunxia 등. 고급 재료. Oct. 16, 2021. DOI: 10.1002/adma.202104960
