Цифровой журнал «Компьютерра» № 177

_{Сравнение размеров чипа Freescale Kinetis KL02 (изображение: freescale.com)}

Чип состоит из 32-разрядного процессора ARM Cortex серии M0+, работающего на частоте 48 МГц, ячеек флэш-памяти общим объёмом 32 Кб и 4 Кб ОЗУ. Постоянная и оперативная память имеют защиту для предотвращения несанкционированного доступа. Также в микросхему интегрированы два двухканальных 16-разрядных таймера, часы реального времени, термодатчик, 12-разрядный АЦП и компаратор с шестиразрядным ЦАП. Из интегрированных беспроводных интерфейсов возможны Zigbee или версии Bluetooth и Wi-Fi с малым энергопотреблением.

Диапазон рабочих температур микросхемы составляет от -40°С до +85°С (кратковременно – до 105°С). Допустимая температура и оптимальное потребление энергии поддерживаются гибкой схемой адаптивного переключения режимов. Фактически это означает, что в реальных условиях чип не потребует охлаждения.

_{Устройство микросхемы серии K2 компании Freescale (изображение: freescale.com)}

Корпусирование этих интегральных схем производится методом CSP (Chip scale package), предложенного более десяти лет назад разработчиками из Fujitsu, Hitachi и Mitsubishi. Расположение всех компонентов в одном корпусе резко сокращает габариты и потери энергии, но приводит и к некоторым негативным эффектам. Главный из них – снижение электромагнитной совместимости из-за возрастания уровня помех.

Для снижения наводок в таком микроскопическом объёме применяются уже известные решения. Например, для экранирования электрического поля Freescale размещает вокруг флэш-памяти миниатюрные аналоги клеток Фарадея.

Использовать микросхемы серии Kinetis можно десятками способов – от учёта товара до медицинского применения. Последний вариант близок к идеям трансгуманизма, выраженным в наиболее реалистичной форме.

Зачем имплантатам интернет?

Большинство лекарственных средств назначаются курсом, а некоторые из них – пожизненно. Периодические действия трудно контролировать по памяти, поэтому про очередной приём лекарства порой забывают. Нередки и случаи самостоятельной отмены на фоне временного улучшения.

Исправить ситуацию поможет альтернативный способ введения препаратов, независящий от действий больного. Курсовая доза разбивается на сотни и тысячи микрокапсул, которые вшиваются под кожу вместе с управляющей схемой.

_{«Цифровые капсулы» (художественное представление)}

Такой вариант пролонгированного воздействия был придуман давно, однако только с появлением новых микросхем он стал максимально близок к этапу практической реализации. Теперь чип может не только отдавать команды на высвобождение очередной дозы по таймеру, но и выполнять ряд других важных функций — Например, передавать информацию об оставшемся количестве лекарства по беспроводному каналу, выполнять мониторинг температуры, частоты сердечных сокращений или даже концентрации выбранного вещества в крови и других биологических жидкостях.

Разумеется, варианты способа применения не ограничиваются вшиванием, а помимо лечения заболеваний умные имплантаты можно использовать гораздо шире: повышать адаптационные возможности организма, предупреждать об опасных изменениях состояния и внешних факторах, выполнять раннюю диагностику и улучшать качество жизни другими способами.

_{«Цифровые таблетки» (изображение: nature.com)}

Остаётся решить ряд специфических задач, главной из которых считается питание микросхемы. Помещать источник энергии в тело пациента – не слишком заманчивая перспектива (вспомните, к примеру, кардиостимуляторы). Другое дело – обеспечить непосредственную выработку энергии за счёт постоянных физических процессов. Это может быть растяжение/сжатие, механические колебания или разность температур.

Для повышения безопасности также требуется найти способ физически ограничить количество одновременно высвобождаемой дозы препарата, чтобы не вызывать интоксикацию в случае сбоя или злонамеренного вмешательства в схему лечения.

Подключение к интернету всех мало-мальски ценных вещей способно изменить наши привычки и представления о комфорте. Например, потерявшийся предмет можно будет отыскать с той же лёгкостью, как файл на компьютере. Другой аспект – расширенные возможности управления и взаимодействия между элементами окружения.

Раньше оно рассматривалось в пределах «умного дома» с компьютером в качестве центра управления. С появлением новых микросхем и альтернативных источников энергии взаимодействие между любыми вещами можно наладить где угодно, хоть в дикой природе. Центр управления закономерно перемещается в смартфон или носимый компьютер.

К оглавлению

Алексей Пажитнов, создатель «Тетриса»: «Сегодня многие головоломки делают просто для умственно отсталых» Степан Чижов