Nouvelle invention, mini antenne pourrait être une percée dans le développement des implants cérébraux

Des ingénieurs ont découvert comment créer une antenne pour la communication sans fil 100 fois plus petite que leur taille actuelle, ce qui pourrait conduire au développement de minuscules implants cérébraux, de dispositifs médicaux micro ou de téléphones pouvant être portés sur un doigt, écrit ScienceOrg.

L’auteur de l’étude, Nian Sun, déclare que les implants cérébraux sont de la science-fiction, mais cela ne l’a pas empêché d’essayer de transformer la fiction en réalité.

Les nouvelles mini-antennes éliminent la différence entre les ondes électromagnétiques, telles que les ondes radio, et les ondes sonores, telles que les vibrations inaudibles. Les ondes électromagnétiques (EM) sont en réalité des fluctuations dans le champ électromagnétique et se déplacent à la vitesse de la lumière à une incroyable vitesse de 300 millions de mètres par seconde, tandis que les ondes sonores se déplacent beaucoup plus lentement que la vitesse du son, à environ quelques milliers de mètres par seconde. Ainsi, à n’importe quelle fréquence, une onde électromagnétique a une longueur d’onde beaucoup plus longue qu’une onde sonore.

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Les antennes reçoivent des informations des ondes EM, qu’elles convertissent en tension électrique. Pour qu’une telle résonance se produise, la longueur d’une antenne traditionnelle doit correspondre approximativement à la longueur d’onde de l’onde EM, ce qui signifie que l’antenne doit être relativement grande. Cependant, comme une corde de guitare, l’antenne peut également résonner avec des ondes sonores.

Les nouvelles antennes collectent les ondes EM d’une fréquence spécifique si leur taille correspond à la longueur d’onde des ondes sonores beaucoup plus courtes à la même fréquence. Cela signifie que, pour toute fréquence de signal, les antennes peuvent être beaucoup plus petites.

Le problème réside dans la conversion rapide des ondes EM entrantes en ondes sonores. Pour y parvenir, une antenne en deux parties utilise un mince morceau de matériau dit piézo-magnétique, qui se dilate et se contracte lorsqu’il est exposé à un champ magnétique. Si la taille et la forme correspondent, ce morceau convertit efficacement l’onde EM entrante en une vibration sonore.

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Piézomagnétique est ensuite connecté à un matériau piézoélectrique qui convertit les vibrations en tension électrique oscillante. Lorsque l’antenne transmet un signal, l’information voyage dans la direction inverse, de la tension électrique aux vibrations sur les ondes EM.

L’équipe a créé deux types d’antennes sonores. La première a une membrane circulaire et fonctionne à des fréquences dans la plage des gigahertz, ce qui inclut la fréquence pour le WiFi. La seconde a une membrane rectangulaire adaptée aux fréquences en mégahertz utilisées pour la télévision et la radio. Chacune d’elles a un diamètre de moins d’un millimètre, et les deux peuvent tenir ensemble sur une seule puce.

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Grâce à cette antenne, les dimensions des téléphones mobiles et des satellites pourraient être réduites, des objets pourraient être connectés à Internet (IoT), et ils pourraient être utilisés pour le suivi médical (par ingestion) ou l’identification personnelle (par implantation). Une telle antenne pourrait connecter des personnes à la surface de la terre avec celles dans des sous-marins ou des mines. Le chercheur Sun collabore avec un neurochirurgien à l’hôpital général du Massachusetts pour développer des implants cérébraux qui aideraient à lire et à contrôler les activités neuronales, ce qui pourrait être utilisé pour diagnostiquer et traiter des individus souffrant d’épilepsie ou pour créer un autre gadget de science-fiction – une interface informatique contrôlée directement par le cerveau.