Создан способ передачи сигнала через человеческие ткани

Команда разработчиков из Финляндии продемонстрировала работу безопасного для живых организмов метода передачи сигнала на импланты, размещенные внутри биологической ткани. Сигнал невозможно перехватить, блокировать или изменить с дальнего расстояния.

Профессор Маркос Кац (Marcos Katz) из Университета Оулу много лет руководит исследованиями по поиску альтернативных способов передачи связи. В 2017 году совместно с коллегами ученый разработал гибридный канал связи, способный плавно переключаться между режимами передачи радиоволн и волн в видимого света при помощи технологии VLC. Режим работы канала зависел от его состояния и передаваемой информации.

VLC (англ. Visible Light Communication — связь по видимому свету) — способ передачи информации с помощью ее наложения на световой сигнал, обычно в инфракрасном диапазоне. Скорость передачи данных доходит до сотен мегабит в секунду, дальность распространения — до нескольких метров.

«VLC — отлично дополняет радиопередачу, — сказал Кац, — Преимущества VLC: высокая безопасность и конфиденциальность, отсутствие проблем с электромагнитной совместимостью, поддержка высоких скоростей передачи данных и все ключевые характеристики, необходимые для 6G».

Характеристики технологии VLC показались финским исследователям привлекательными для передачи сигнала через биологические ткани. Передача информации на приемники сигналов, имплантированные в тело человека, наиболее эффективна в ближнем инфракрасном диапазоне. Безопасность и высокий уровень качества сигнала ученые продемонстрировали на опытах с мясом и костями животных. Подобные эксперименты на людях пока под большим вопросом, поэтому разработчики руководствовались допустимыми нормами мощности света на квадратный миллиметр биологической ткани.

При тестировании длину волны излучения увеличивали с нескольких миллиметров до нескольких сантиметров и обнаружили хорошую связь даже для глубоко расположенных имплантов. Внешний источник сигнала при этом располагали на расстоянии нескольких метров от «тела».

Какова была скорость передачи данных? Первые результаты — 10 килобит в секунду — не слишком порадовали ученых. Тогда она увеличили число приемников/источников сигнала, поколдовали над схемами модуляции и получили многократное увеличение скорости передачи.

«VLC-сигнал, в отличие от радиоволн, невозможно перехватить с дальнего расстояния, — отметили еще раз разработчики, — Это означает, что конфиденциальная информация таковой и останется».

Технология передачи сигнала с помощью инфракрасного излучения полезна не только в коммуникационных приложениях. VLC можно применять для управления, например, кардиостимуляторами и дефибрилляторами. При этом радиопомехи или чей-то злой умысел не смогут вызвать отказ этого жизненно важного оборудования.

Именно с применением технологии в медицинской сфере связаны будущие исследования финской команды. Разработчики надеются внести вклад в развитие способов диагностики и лечения заболеваний, а также управления устройствами, вживленными в человеческое тело. Осталось лишь лучше понять биоткань как проводящую среду для инфракрасного излучения.