A equipe do professor Marcos Katz na Universidade de Oulu, A Finlândia demonstrou recentemente como a luz pode ser usada para transmitir dados de e para dispositivos corporais, como implantes.
Comunicações de luz visível (VLC), e comunicações ópticas em geral, chamou a atenção do professor Marcos Katz quando ele e sua equipe demonstraram pela primeira vez em 2017 uma rede sem fio híbrida reconfigurável que explora VLC e tecnologias de rádio. A rede mudou perfeitamente de rádio para óptica, ou vice-versa, de acordo com a condição dos canais, informação de contexto, políticas locais e outras.
"VLC é uma excelente tecnologia complementar ao rádio, "Katz diz." Suas vantagens exclusivas incluem alta segurança e privacidade, sem problemas de compatibilidade eletromagnética, suporte para altas taxas de dados, todas as características essenciais necessárias para o 6G. "Esses recursos são úteis em suas mais recentes pesquisas de comunicação de desafios por meio de tecidos biológicos.
A equipe de Katz demonstrou recentemente como a luz pode ser usada para transmitir dados de e para dispositivos internos, como implantes. "Estamos usando luz infravermelha próxima para transmitir dados através de tecidos biológicos, "Katz diz." Nestes comprimentos de onda, a propagação da luz dentro de biotissues é mais favorável, embora a transmissão de dados por meio de biotissues seja muito desafiadora. "
Com o testbed, a equipe pode utilizar diferentes tipos de parâmetros, como esquemas de modulação e potência de transmissão. "Realizamos todos os experimentos com fantasmas ópticos fabricados artificialmente, bem como ossos reais e amostras de carne fresca, "Katz diz." Os fantasmas ópticos usados nos experimentos foram desenvolvidos aqui na Universidade de Oulu. "Atualmente, não há planos para medições in vivo, mas a equipe cumpre estritamente os regulamentos que definem a potência de luz máxima permitida por milímetro quadrado em tecido humano.
Equipe do professor Marcos Katz na Universidade de Oulu, A Finlândia demonstrou recentemente como a luz pode ser usada para transmitir dados de e para dispositivos corporais, como implantes. Crédito:Universidade de Oulu
Recentemente, alguns autores propuseram o uso de luz para links muito curtos, na faixa de alguns milímetros, por exemplo, para comunicações com dispositivos sob a pele. “Demonstramos por meio de experimentos que podemos aumentar o alcance consideravelmente em vários centímetros, permitindo a comunicação com dispositivos implantados profundamente, bem como entre dispositivos corporais, "Diz Katz. Ele prevê que a comunicação direta entre os dispositivos implantados e os fora do corpo também é possível, mesmo quando esses nós estão a metros de distância do corpo.
Embora os resultados iniciais mostrem velocidades de dados de dezenas de kbps, o uso de estruturas de múltiplas fontes / receptores, como MIMO e esquemas de modulação avançados, pode aumentar a velocidade consideravelmente. Também é possível usar comunicações pulsadas para aumentar o alcance de comunicação no tecido. A luz também tem o principal benefício de poder ser empregada sem preocupações com a exposição à radiofrequência e privacidade, Katz diz. Anteriormente, as comunicações de rádio têm sido usadas principalmente para transferir informações para dispositivos implantados.
Terceiros ou usuários mal-intencionados podem, em princípio, links de comunicação jam, sinais de escuta, e aceda a dispositivos. Uma pesquisa recente também mostra que marcapassos e desfibriladores comerciais podem ser hackeados, o que acabou levando a grandes recalls de dispositivos. Comunicações baseadas em luz, por outro lado, é local, o que praticamente impede tentativas remotas de hacking, Katz aponta.
A equipe está continuamente melhorando a configuração da medição. Os próximos recursos incluem um controle preciso da temperatura das amostras. "Planejamos continuar com medições extensas para poder caracterizar os tecidos biológicos como um meio para comunicações sem fio, "Katz diz." Com base nos resultados, poderemos desenvolver modelos de canal e projetar transmissores e receptores otimizados para o canal. Também planejamos comparar as comunicações de rádio e ótica em biotas. "
Katz tem um objetivo claro de longo prazo. "No futuro, seremos capazes de realizar funções-chave de TIC médicas, como diagnósticos, tratamento, comunicação sem fio, ativação, inibição e monitoramento de atividades celulares e outros, explorando um sistema baseado em luz exclusivo e altamente seguro, "Katz diz." Uma vez que entendemos os biotissues como o meio de transmissão, podemos projetar uma cadeia de comunicação completa que corresponda a ela. "
