Российские ученые смогут читать мысли
Ученые разрабатывают сверхчувствительные датчики магнитного поля. С их помощью можно будет регистрировать очень слабые биотоки даже в мозге.
Группа ученых из Российского квантового центра (РКЦ) работает над действующими прототипами магнитных сенсоров, которые в будущем смогут слушать не только сердце, но, возможно, и мозг.
Они создали высокочувствительные магнитные сенсоры, способные работать при комнатной температуре, компактные и в сотни раз более дешевые, чем существующие аналоги. По словам доктора физико-математических наук Владимира Белотелова, работа сенсоров основана на использовании квантового эффекта — обменного взаимодействие в тонких пленках из ферримагнетиков, состоящих из железа и редкоземельных металлов.
Сенсоры, которые создает группа Владимира Белотелова, сделаны из монокристаллической пленки феррит-граната. Магнитные моменты атомов в этой пленке раскручивают управляющими катушками до частоты в сотни килогерц. В результате в пленке возникают миллиарды согласованно вращающихся атомов, пишет издание «Популярная механика».
Сенсор такого типа уже создан, но на пути к серийному производству предстоит еще заставить сенсоры не «слышать» магнитное поле Земли, поля электрических и электронных приборов — весь тот магнитный шум, который нас постоянно окружает.
Кроме того, группа Белотелова работает над созданием еще более чувствительными сенсоров на основе плазмонов — квазичастиц, представляющие собой устойчивые коллективные колебания электронного газа, взаимодействующего с фотонами электромагнитного поля. Они возникают при взаимодействии тончайшего слоя металла на пленке с лазерным излучением.
По словам ученых, использование такой технологии позволит считывать колебания магнитного поля, порождаемого очень слабыми токами в мозге.
В данный момент для этого используется ЭКГ или непосредственное вживление электродов в мозг испытуемого, например, при экспериментах по управлению протезами «силой мысли». Однако такой способ не очень подходит для повседневного применения.
Если российские ученые достигнут успеха в создании сенсоров, то изобретение позволит создавать действительно удобные интерфейсы «мозг-компьютер» или устройства для «чтения мыслей». Пока же датчикам не хватает чувствительности.
«Чтобы шагнуть в сторону магнитоэнцефалографии, нам нужно поднять чувствительность датчиков на три порядка величины. Это задача, над которой мы сейчас думаем», — заявил Владимир Белотелов.
Возможные применения сверхчувствительных магнитных сенсоров вовсе не ограничиваются медицинскими приборами. Кроме того, магнитные сенсоры могут решить проблему обмена данными с электроникой буровых снарядов. На данным момент для передачи данных на буровой снаряд, расположенный в нескольких километрах под землей, передача данных затруднена. Сейчас для этого используют помощью колебания давления в буровой жидкости, создаваемые специальным клапаном. Эти колебания улавливает датчик, который преобразует их в электрические сигналы. К сожалению, скорость передачи данных при этом не превышает одного бита в секунду. Разрабатываемые российскими учеными сенсоры могут повысить скорость передачи информации с бура на несколько порядков.