19 okt. 2020
2 minuten
De Nederlandse high-tech fashiondesigner Anouk Wipprecht heeft een jurk ontwikkeld met een ultra-lage energie-hoge resolutie-hersencomputerinterface die zo gevoelig is dat als de drager erover nadenkt om een enkele vinger te bewegen, hij kan identificeren welke – zonder dat een implantaat nodig is.
Wipprecht ontwikkelde de jurk samen met onderzoekers van de Johannes Kepler Universiteit Linz en ontwikkelaars van medisch ingenieursbureau G.tec.
De Pangolin-jurk heeft 1024 individuele elektroden die op het hoofd worden gemonteerd in 64 groepen van 16. Deze detecteren elektrische signalen uit de hersenen. Deze gegevens worden gecombineerd, geanalyseerd en omgezet in kleuren die worden weergegeven door 32 Neopixel Leds en 32 servogestuurde schalen, waardoor een visualisatie van de neurale activiteit ontstaat.
De grootste technische vooruitgang zit in de nieuwe aangepaste chip die op elke elektrode is aangesloten. De enkelkanaals chip meet 1,6 millimeter per kant en integreert een versterker, een ADC-omzetter en een digitale signaalprocessor, waarbij hij nog geen 5 microwatt aan stroom gebruikt. Omdat hij zo weinig stroom gebruikt, kan de chip worden gevoed door een nabijgelegen basisstation op de vorm van een contactloze RFID-chip en kan hij gegevens draadloos retourneren (hoewel voor de Pangolin-jurk bedrade gegevensverbindingen werden gebruikt zodat de makers zich konden concentreren op het ontwikkelen en debuggen van andere systeemelementen terwijl Covid-19 de toegang tot faciliteiten beperkt). Zo hoeft een exo-patiënt niet meer aan een bekabeld systeem vast te zitten en valt de last van de omvang en het gewicht van batterijen weg.
Eerder ontwierp Wipprecht al een jurkje dat ‘belagers’ aanvalt
De grootste uitdaging was het inpassen in "het vermogensbudget voor de sensorelektronica", zegt Harald Pretl, professor aan het Institute for Integrated Circuits bij JKU. "We moesten een speciaal hiervoor bedoeld versterkerontwerp maken, een ADC die hierop was ingericht en ook, op basis van ultrabreedband, ons eigen transmissieprotocol." Een andere uitdaging was het omgaan met "vervagende en schaduweffecten rond het hoofd."
Maar hoewel het ontwerp van de chip op maat is gemaakt, is opzettelijk geen toevlucht genomen tot exotische fabricagetechnieken. "We probeerden ons te concentreren op het niet gebruiken van dure technologie . We gebruiken 180-nanometer [fabricage] technologie, maar hebben betere prestaties kunnen krijgen door geavanceerde circuitontwerptrucs te gebruiken.”
Anderen lazen ook
