Scientists have invented a tiny $10 sensor that could bring laboratory-grade testing and needle-free blood glucose monitoring to everyday wearable devices. Credit: University of Cambridge, image generated by ChatGPT
یک سنسور نوری جدید با قیمت فقط 10 دلار می‌تواند دقت سطح آزمایشگاه را به دستگاه‌های نظارت بر سلامتی قابل پوشیدن بیاورد، که می‌تواند افراد را قادر سازد تا گلوکز خون خود را بدون سوزن نظارت کنند. این فناوری همچنین می‌تواند تست غذا، کنترل کیفیت صنعتی و نظارت بر محیط زیست را تغییر دهد.
محققان دانشگاه کمبریج و GlitterinTech (یک استارت‌آپ توسط همان گروه پژوهشی تأسیس شده) یک نوع جدید از طیف‌سنج نوری ابداع کرده‌اند که از دقت فوق‌العاده، اندازه بسیار کوچک و قیمت بسیار پایین برخوردار است. با اندازه‌ای تنها چند سانتی‌متر، این دستگاه می‌تواند در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و فناوری سلامتی قابل پوشیدن ادغام شود. کاربردهای آن شامل نظارت بر معیارهای مهم سلامتی در واقعیت زمانی، شناسایی مواد و تشخیص تغییرات در ترکیب شیمیایی است.
طیف‌سنج‌های نوری با تحلیل نور برای ارائه اطلاعات در مورد موادی که با آن‌ها تعامل دارد عمل می‌کنند. آن‌ها ابزارهای اساسی در پزشکی، تولید، تست شیمیایی و تحقیقات محیطی هستند. اما تا کنون، تولید این ابزارهای کوچک‌تر به معنای کاهش عملکرد آن‌ها بوده است. طیف‌سنج‌های کوچک معمولاً دارای محدوده اندازه‌گیری محدود، وضوح کاهش یافته و دقت پایین‌تر هستند، بنابراین به عنوان شناسایی مواد مناسب‌تر از انجام اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر به نظر می‌رسند.
محققان معتقدند که طراحی جدید آن‌ها می‌تواند این محدودیت‌ها را برطرف کند. معروف به طیف‌سنج کانولوسیون، این روش از یک اصل ریاضی به نام تعkład برای تحلیل نور به روشی اساساً متفاوت استفاده می‌کند. طبق گروه تحقیقاتی، این روش عملکردی فراتر از انواع موجود طیف‌سنج‌ها در چندین زمینه کلیدی از جمله طراحی‌های مبتنی بر توزیع نور، تبدیل فوریه و بازسازی محاسباتی ارائه می‌دهد.
روش جدیدی برای تحلیل نور با دقت فوق‌العاده
طیف‌سنج‌های سنتی معمولاً نور ورودی را به طول موج‌های اجزای جداگانه‌اش تقسیم می‌کنند یا از محاسبات پیچیده برای بازسازی طیف‌های خود استفاده می‌کنند. این دستگاه جدید با انجام عملیات ریاضی به نام تعدید بر نور ورودی اقدام به کار می‌کند.
برای انجام این کار، محققان اجزای نوری با پاسخ طیفی تکراری در یک توالی قرار دادند. این اجزا می‌توانند شامل تابع‌های Mach-Zehnder نامتناسب یا مدارهای مدارهای مدار باشند. با تنظیم آن‌ها در مقیاس با یکدیگر، سیستم می‌تواند واکنش خود را به طول موج‌های مختلف به صورت کنترل شده و خطی تغییر دهد. سپس از تبدیل فوریه سریع برای بازیابی دقیق طیف نور استفاده می‌شود.
...
شمـا اولیـن نفـر هستـید کـه نظـر خـود را ثبـت مـی کنیـد.
🗩ثبـت نظر: