เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย ส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรเป็นสะพานเชื่อมระหว่างสมองของมนุษย์กับซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์ภายนอก ระบบดังกล่าวจะตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าของสมองและแปลเป็นคำสั่งสำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น คอมพิวเตอร์หรือแขนหุ่นยนต์ สัญญาณประสาทสามารถรวบรวมได้โดยไม่รุกรานโดยใช้อิเล็กโทรดอิเล็กโตรเอนเซฟาโลกราฟฟี (EEG) ที่ติดอยู่ที่หนังศีรษะ
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้พัฒนาเซ็นเซอร์ EEG
ที่ทำจากกราฟีนซึ่งมีการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ อย่างไรก็ตาม ไบโอเซนเซอร์ที่ใช้กราฟีนมักมีความทนทานต่ำ สึกกร่อนเมื่อสัมผัสกับเหงื่อ และมีความต้านทานการสัมผัสทางผิวหนังสูงซึ่งขัดขวางการตรวจจับสัญญาณจากสมอง ไบโอเซนเซอร์แบบใหม่ที่ใช้กราฟีนที่พัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซิดนีย์มีเป้าหมายที่จะเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ โดยตรวจจับสัญญาณ EEG ด้วยความไวและความน่าเชื่อถือสูง แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง
เซ็นเซอร์ที่อธิบายไว้ในJournal of Neural Engineeringทำจาก epitaxial graphene (EG) ที่ปลูกบนพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) บนซิลิกอน โครงสร้างนี้รวมคุณสมบัติที่ดีของกราฟีนเข้ากับความทนทานทางกายภาพและความเฉื่อยทางเคมีของ SiC
ผู้เขียนอาวุโส Francesca Iacopi กล่าวว่า “เราสามารถรวมกราฟีนที่ดีที่สุดซึ่งเข้ากันได้ทางชีวภาพ นำไฟฟ้าได้มาก ด้วยเทคโนโลยีซิลิกอนที่ดีที่สุด ซึ่งทำให้ไบโอเซนเซอร์ของเรามีความยืดหยุ่นและทนทานต่อการใช้งานมาก” ผู้เขียนอาวุโสFrancesca Iacopi กล่าวในการแถลงข่าว
การทดสอบประสิทธิภาพเพื่อสร้างไบโอเซนเซอร์ใหม่ Iacopi และเพื่อนร่วมงานใช้พื้นผิวซิลิกอนเจือสูงเคลือบด้วยฟิล์ม SiC ลูกบาศก์ SiC หนาประมาณ 500 นาโนเมตร; จากนั้นจึงวางชั้นของ EG ลงบนพื้นผิว SiC โดยตรง พวกเขาประดิษฐ์เซ็นเซอร์ที่ใช้ EG ห้าตัวและทดสอบแต่ละตัวมากกว่า 10 ครั้ง
นักวิจัยได้กำหนดลักษณะฟิล์ม SiC และ EG-on-SiC
เป็นครั้งแรกในการตั้งค่าเซลล์สามขั้วโดยใช้สารละลายเกลือ 0.1 M (เพื่อเลียนแบบเหงื่อ) เป็นอิเล็กโทรไลต์ พวกเขาใช้สเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเคมี (EIS) เพื่อหาปริมาณอิมพีแดนซ์การถ่ายโอนระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ กราฟ EIS บ่งชี้ถึงอิมพีแดนซ์การถ่ายโอนที่ปรับปรุงสำหรับ EG หลังจาก 100 รอบ เปรียบเทียบกับทั้งรอบ EG เริ่มต้นและฟิล์ม SiC อ้างอิง
ในการประเมินเซ็นเซอร์ EG สำหรับการใช้งานบนผิวหนัง ทีมงานได้ตรวจวัดอิมพีแดนซ์ที่สัมผัสกับผิวหนัง ซึ่งมีผลสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ EEG เซ็นเซอร์ถูกติดตั้งบนขั้วต่อปุ่มพินและวางไว้บนปลายแขนของอาสาสมัครในรูปแบบสามขั้ว การวัด EIS บนผิวหนังแสดงให้เห็นว่าความต้านทานการสัมผัสระหว่างเซ็นเซอร์กราฟีนกับผิวหนังลดลงอย่างมากหลังจากการทดสอบซ้ำๆ
แม้ว่าเซ็นเซอร์ EG จะไม่แสดงอิมพีแดนซ์ในการสัมผัสกับผิวหนังต่ำเป็นพิเศษในการทดสอบครั้งแรก แต่ในการทดสอบลำดับที่สาม ได้ลดลงอย่างมาก โดยมีความเสถียรที่ 130±10 kΩ ที่ 50 Hz นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าค่านี้ต่ำกว่าเซ็นเซอร์ EEG แห้งเชิงพาณิชย์สองตัวที่ทดสอบในรูปแบบเดียวกัน: เซ็นเซอร์พินแบบสปริงโหลดและเซ็นเซอร์โฟมนำไฟฟ้าซึ่งมีความต้านทานการสัมผัสทางผิวหนังประมาณ 830 และ 665 kΩ ตามลำดับ
“ด้วยเซ็นเซอร์ของเรา ความต้านทานการสัมผัสจะดีขึ้นเมื่อเซ็นเซอร์อยู่บนผิวหนัง” Iacopi อธิบาย “เมื่อเวลาผ่านไป เราสามารถลดความต้านทานการสัมผัสเริ่มต้นลงได้มากกว่า 75% ซึ่งหมายความว่าสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งมาจากสมองสามารถรวบรวมได้อย่างน่าเชื่อถือ จากนั้นจึงขยายสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ และเซ็นเซอร์ยังสามารถใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย ซึ่งจะช่วยเพิ่มศักยภาพในการใช้งานในส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักร”
นักวิจัยเชื่อว่าการพัฒนานี้ดีขึ้นหลังจากการสัมผัสทางผิวหนัง
เป็นเวลานานกับการก่อตัวของกลุ่มหน้าที่ของออกซิเจนบนขอบเขตของเม็ดกราฟีน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของชั้นบาง ๆ ของน้ำที่ดูดซับทางกายภาพซึ่งปกคลุมเมล็ดธัญพืช พวกเขาอ้างถึงปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ใหม่นี้ว่า “การปรับสภาพพื้นผิว” โดยสังเกตว่าผลกระทบนั้นสม่ำเสมอและทำซ้ำได้ โดยจะตอบโต้การไม่ชอบน้ำตามธรรมชาติของกราฟีนเพื่อให้สัมผัสกับผิวหนังได้ดีขึ้น
การทดสอบเซ็นเซอร์ EG ที่สัมผัสกับผ้าที่แช่น้ำเกลือมีพฤติกรรมคล้ายกับเซ็นเซอร์บนผิวหนัง แต่มีเสถียรภาพที่ค่าอิมพีแดนซ์สัมผัสที่ต่ำกว่ามาก (6.5±0.5 kΩ ที่ 50 Hz) ทีมงานแนะนำว่าการปรากฏตัวของน้ำเกลือที่ส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดกราฟีนและหน้าสัมผัส (ผิวหนังหรือผ้า) นั้นมีประโยชน์ในการลดอิมพีแดนซ์สัมผัสโดยรวมและปรับสภาพพื้นผิวให้เหมาะสม
โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์ EEG จะตรวจจับสัญญาณจากสมองโดยใช้อิเล็กโทรดที่วางอยู่เหนือศีรษะ เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมของเซ็นเซอร์ EG สำหรับการเก็บรวบรวมสัญญาณ EEG นักวิจัยได้วางเซ็นเซอร์ EG ไว้บนหน้าผากของอาสาสมัคร ความต้านทานการสัมผัสทางผิวหนังที่หน้าผากคือ 90±5 kΩ ที่ 50 Hz ซึ่งต่ำกว่าที่วัดที่ปลายแขน
การใช้แถบคาดศีรษะแบบยืดหยุ่นเพื่อยึดเซ็นเซอร์ไว้ที่หน้าผากอย่างแน่นหนาช่วยลดอิมพีแดนซ์ในการสัมผัสกับผิวหนังได้อีกเป็น 44±4 kΩ ที่ 50 Hz ทีมงานเชื่อว่าสิ่งนี้เกิดจากเซ็นเซอร์ที่แน่นขึ้น – การสัมผัสทางผิวหนัง พื้นผิวสัมผัสที่แข็งขึ้นจากหน้าผาก และเหงื่อที่เกิดจากใต้แถบคาดศีรษะ BrainGate: แก้ส่วนต่อประสานสมองกับคอมพิวเตอร์
ในที่สุด นักวิจัยได้ติดตั้งเซ็นเซอร์ EEG แบบ EG ในระบบหมวกกันน็อคที่มีส่วนต่อประสานกับสมองซึ่งมีช่องสัญญาณแปดช่องที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์โฟม โดยแทนที่ช่องสัญญาณสองช่องที่หน้าผากด้วยเซ็นเซอร์ EG เซ็นเซอร์ EG แสดงสัญญาณการกะพริบที่คล้ายคลึงกันกับเซ็นเซอร์โฟมเชิงพาณิชย์ ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการใช้งานในการใช้งานที่ควบคุมด้วยสมองในอนาคต
Iacopi และเพื่อนร่วมงานสรุปว่า EG ที่ประดิษฐ์ขึ้นบนพื้นผิว SiC-on-silicon สามารถสร้างอิเล็กโทรดที่ทนทานและเชื่อถือได้ โดยมีความต้านทานการสัมผัสต่ำสำหรับส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักร พวกเขาทราบว่าสามารถใช้เอฟเฟกต์การปรับสภาพพื้นผิวเพื่อพัฒนาขั้นตอนการปรับสภาพล่วงหน้าที่ปรับประสิทธิภาพเซ็นเซอร์ให้เหมาะสมยิ่งขึ้น เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
