把握自然的力量 探尋醫療電子背後的創新路
http://kadhoai.com.cn 2026-04-29 17:35:29 來源:電子工程專輯
在此開幕的年度IEEE工(gong)程(cheng)醫(yi)學(xue)和(he)生(sheng)物(wu)學(xue)會(hui)研(yan)討(tao)會(hui)上(shang),主(zhu)題(ti)演(yan)講(jiang)報(bao)告(gao)人(ren)提(ti)出(chu)了(le)在(zai)醫(yi)學(xue)領(ling)域(yu)的(de)兩(liang)條(tiao)工(gong)程(cheng)研(yan)究(jiu)的(de)創(chuang)新(xin)路(lu)線(xian)。工(gong)程(cheng)師(shi)需(xu)要(yao)掌(zhang)握(wo)自(zi)然(ran)過(guo)程(cheng)背(bei)後(hou)的(de)物(wu)理(li)學(xue),並(bing)模(mo)仿(fang)那(na)些(xie)因(yin)素(su),從(cong)而(er)把(ba)新(xin)技(ji)術(shu)帶(dai)到(dao)生(sheng)活(huo)之(zhi)中(zhong),威斯康星州大學的生物醫療工程係教授DavidBeebe說。另一方麵,聯合國負責“e-衛生保健”問題的顧問Jean-ClaudeHealy說,在醫學新時代中,各個工程師有助於推動計算機在衛生保健中的應用。兩位發言人的主題演講呈現相互背離的觀點。
Beebe提供了他的實驗室的多個研究工作的例子,說明工程師如何通過研究自然過程並把它們用於新應用,從而變得對自然過程著迷的體驗。“隻有當你確實掌握現象背後的物理本質,你才能真正地利用它,”Beebe告訴1,800多的工程師和研究人員說。
作為一個例子,Beebe描miao述shu了le他ta尋xun找zhao一yi種zhong食shi物wu中zhong毒du簡jian單dan測ce試shi法fa的de工gong作zuo。在zai莖jing幹gan的de壓ya力li下xia,花hua瓣ban粘zhan在zai一yi起qi,他ta研yan究jiu了le不bu同tong尋xun常chang的de開kai花hua過guo程cheng。當dang莖jing幹gan上shang的de粘zhan合he劑ji自zi然ran退tui化hua時shi,花hua瓣ban看kan來lai從cong中zhong心xin綻zhan放fang,釋shi放fang出chu花hua朵duo的de花hua粉fen。
Beebe的實驗室采用那個概念創造了一種具有兩隻粘接在一起的手臂的小型毒素檢測器。當存在食物中毒時,兩個臂膀之間
的粘合劑快速溶解,從而創造了一種生動的機械反應。所謂的量杆生物傳感器因便於使用,受到了美國政府官方的普遍接受。
研究人員通過研究魚的運動,他的實驗室還開發了一種有效的微型流體泵。泵的關鍵部件就來源於手表部件所使用的堆疊。“我們奉行‘保持簡單’的原則,並避免采用電子器件和任何難以實現的東西,”Beebe說,“如果這些傳感器將來獲得廣泛的應用,它們就要便宜,”他說。
有時侯,小組的創新將應用於電子學,盡管它們可能不會采用。Beebe的小組采用蓮花不易被水沾濕的特性,利用一種可調節焦距創造了一種液體透鏡。
作為受過訓練的電子工程師,Beebe完成了它在MEMS方麵的畢業論文,並很快過渡到若幹在非電子生物工程領域的工作,包括他目前的重點—癌症和幹細胞研究。在一項研究中,Beebe的小組采用微型流體通道來連接細胞,讓它們通過自然的擴散過程接通。該工作試圖了解癌細胞的獨特通信特性。
Jean-ClaudeHealy分別力勸聽眾,以幫助“重新構成”由互聯網的出現而創造的、“新的以市民中心過程的衛生保健”。網絡將在醫學上開辟一個新時代,每一個人都能夠主動地承擔衛生保健的責任,Healy說,但是,這種變革仍然需要過幾年時間才會到來。
計算機和通信已經在製造和麵包工業引起了突變。他認為,衛生保健也將由網絡而引發一場根本的變革。過去,那是因為大公司、醫生和公共機構仍然運營今天的衛生保健係統,但是,他們對於互聯網將如何重新改造衛生保健行業缺乏先見之明。
“在未來幾年中,商業模式將向對等網絡、市民對市民的關係轉移,”Healy說道。
工程師也需要了解,數字劃分如何影響以個人為中心的基於全球網絡的衛生保健係統,他說。目前,北美占世界人口的5%,但是,68.8%的人能夠訪問互聯網。
相比之下,非洲占世界人口的40%,但是,能夠接入互聯網的人口僅有其中的2.8%。
在10月(yue)份(fen)由(you)聯(lian)合(he)國(guo)讚(zan)助(zhu)的(de)一(yi)個(ge)研(yan)討(tao)會(hui)上(shang),將(jiang)召(zhao)集(ji)非(fei)洲(zhou)的(de)所(suo)有(you)電(dian)信(xin)部(bu)長(chang)以(yi)及(ji)許(xu)多(duo)其(qi)它(ta)國(guo)家(jia)的(de)領(ling)導(dao)人(ren),以(yi)解(jie)決(jue)圍(wei)繞(rao)數(shu)字(zi)劃(hua)分(fen)的(de)問(wen)題(ti)。中(zhong)國(guo)和(he)印(yin)度(du)正(zheng)在(zai)努(nu)力(li)工(gong)作(zuo),目(mu)的(de)是(shi)為(wei)非(fei)洲(zhou)提(ti)供(gong)寬(kuan)帶(dai)接(jie)入(ru),但(dan)是(shi),Healy說,他們都是處於其自身的商業議程。
聯合國已經開始一項新倡議,以把連接性擴大到發展中國家。然而,迄今為止,成員國並沒有選擇對其進行投資,因此,它擔當一種公/私合作關係的角色。