電子產品的不斷小型化，已經開闢了健身追蹤和改善健康的更多可能。而來自哥倫比亞大學的一支工程師團隊，剛剛展示了該技術的一個極端版本。其開發了有史以來最小的單芯片系統，並且能夠在注射植入皮下之後實現測量體內溫度等功能。
（圖自：Chen Shi / Columbia Engineering）
此前，研究人員已經展示過瓢蟲大小、能夠追蹤組織中氧氣含量的植入物，以及精細到能夠實時監測神經信號的 Neural Dust 傳感器。
不過哥倫比亞大學工程學院的這支工程師團隊，剛剛介紹了世界上最小的單芯片植入物系統。儘管有着完備的功能，但它的總體積卻小於 0.1 mm³ 。
研究配圖 – 1：模塊功能介紹
如顯微鏡下拍攝的圖片所示，其微小到能夠通過針管來輕鬆植入。放大后的單芯片呈現了方形的外觀，兩側邊長在 0.3 毫米（0.01 英寸）左右。
想要造出如此精細的單芯片系統，尤其需要在通信和供電方式上花費一些心思。
研究配圖 – 2：在體外觀測到的雞體組織植入物
雖然市面上已有不少小型電子設備配備了具有無線電信號收發功能的射頻（RF）模塊，但其波長可能難以與如此小的設備配合使用。不過在特定的情況下，我們還是可以利用波長更小的超聲波方案。
由於音速遠小於電磁波傳播的光速級別，研究團隊還集成了一個壓電換能器，以將之當做超聲波無線供電和通信的“換能器”。
研究配圖 – 3：在小鼠大腦與後肢植入微型體溫測量芯片
結合板載的低功耗溫度傳感器，研究團隊已能夠將微型芯片當做感測實時溫度的探針。展望未來，還可期待它能發揮血壓、血糖、血氧監測等更豐富的臨床功能。
此前，研究團隊已在超聲神經刺激的活小鼠中證明了植入物的功能。甚至通過肌肉注射的方式，一次將七個植入物送入了小鼠體內。
研究配圖 – 4：在 FUS 刺激期間的坐骨神經溫度監測
有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學進展》（Science Advances）期刊上。
原標題為《Application of a sub–0.1-mm3 implantable mote for in vivo real-time wireless temperature sensing》。