Теги → датчик
Быстрый переход

Сложная оптика станет дешевле: немцы научились струйной печати брэгговских зеркал

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) первыми с помощью струйных принтеров напечатали зеркала Брэгга высокого качества. Это может проложить путь к цифровому производству зеркал по индивидуальным заказам, что сделает микро- и макрооптические системы намного дешевле и преобразит мир камер и датчиков.

 Источник изображения: KIT

Источник изображения: KIT

Традиционно многослойные распределённые брэгговские отражатели (РБО), которые широко используются в камерах и датчиках как медицинского, так промышленного и общего назначения, изготавливаются на сложном оборудовании, включая осаждение в вакууме из газовой фазы. Немецкие учёные разработали технологию послойной струйной печати РБО, которая позволяет быстро и сравнительно недорого напечатать многослойные зеркала едва ли не на любой поверхности с сохранением более 99 % отражательной способности.

Брэгговские зеркала могут улучшить как качество микросъёмки, так и эффективность солнечных или телевизионных панелей. Предложенная технология равно хорошо подходит для печати зеркал микронного размера и зеркал площадью в несколько квадратных метров.

«Брэгговские зеркала изготавливаются путем нанесения нескольких тонких слоев материалов на носитель. Полученное оптическое зеркало специфически отражает свет определенной длины волны. Отражательная способность брэгговского зеркала зависит от материалов, количества нанесенных слоев и их толщины. До сих пор зеркала Брэгга производились на дорогостоящих вакуумных установках. Теперь исследователи KIT первыми стали печатать их на различных носителях. Это значительно облегчает производство», — сообщается в пресс-релизе на сайте института Карлсруэ.

Самой большой проблемой было разработать подходящие краски и создать надёжный процесс для производства нескольких тонких слоев. Составляющие краски должны обладать подходящими оптическими свойствами и быть растворимыми. Кроме того, каждый слой должен быть как можно более однородным, чтобы получить последовательную «стопку» слоёв. Также должно точно контролироваться давление, а результаты должны быть воспроизводимыми, чтобы гарантировать отличные оптические свойства и высокую отражательную способность РБО при массовом производстве.

Прорывом стало использование в качестве «оптического» состава красок смеси двух различных материалов: оксида титана и полиметилметакрилата. Выбранные наночастицы показали необходимый результат, позволив добиться отражающей способности красок более 99 %, о чём исследователи рассказали в статье в журнале Advanced Materials.

Omnivision представила датчик изображений 4K для камер ноутбуков

Компания Omnivision сообщила о разработке первого в отрасли 9,2-мегапиксельного датчика изображений с размером пикселей 0,7 мкм для камер портативных компьютеров следующего поколения. Изделие получило обозначение OV08X.

 Источник изображений: Omnivision

Источник изображений: Omnivision

КМОП-сенсор имеет оптический формат 1/5,7 дюйма. Он обеспечивает разрешение 4K — до 3840 × 2160 точек. Возможна запись видеоматериалов в 4К-стандарте со скоростью до 30 кадров в секунду. Говорится о поддержке HDR (High Dynamic Range).

В новинке реализована фирменная технология PureCel Plus-S — аналог Samsung ISOCELL Plus. Используются особые перегородки между пикселями, позволяющие более эффективно и точно захватывать фотоны. За счёт этого увеличиваются показатели светочувствительности и улучшается цветопередача по сравнению с обычными датчиками.

Упомянута поддержка 10-битных выходных форматов 4C RGB RAW и Bayer RAW. Диапазон рабочих температур простирается от -30 до +85 градусов Цельсия. Изделие обладает небольшим энергопотреблением.

Датчик изображений OV08X поддерживает функцию автокадрирования с алгоритмами искусственного интеллекта: данная система удерживает пользователя в центре кадра во время видеовызовов.

Пробные поставки датчика уже начались, а массовое производство будет организовано в декабре нынешнего года.

Учёные создали тончайший беспроводной датчик для слежения за состоянием человека, которому не нужны микросхемы и питание

Группа американских инженеров разработали прототип электронного пластыря с беспроводным доступом, в составе которого нет ни микросхем, ни источников питания. Разработка позволяет создавать крайне комфортные носимые датчики слежение за состоянием здоровья людей. Такие датчики не нуждаются в проводном подключении и не зависят от громоздких батарей, контроллеров и передатчиков.

 Источник изображения: MIT

Источник изображения: MIT

В основе разработки лежит работа американских учёных по выращиванию бездефектных сверхтонких плёнок из нитрида галлия. Технология позволяет выращивать чистейшие монокристаллические полупроводниковые плёнки на подложке из графена и потом без особых проблем отслаивать их для дальнейшего использования.

Нитрид галлия характеризуется пьезоэлектрическими свойствами. Он может как вырабатывать электрический сигнал в ответ на деформацию, так и совершать механические колебания в ответ на электрические импульсы. Для усиления электрического сигнал учёные нанесли на поверхность нитрида галлия тончайшую «сеточку» из золота. Толщина элемента составила 250 нм, что примерно в 100 раз тоньше человеческого волоса.

Представленные датчики как пластырь наклеиваются на кожу. Их чувствительности оказалось достаточно, чтобы вибрировать в ответ на сердцебиение человека, а также реагировать на соль в его поте. Вибрации материала генерируют электрический сигнал, который может быть считан бесконтактным образом расположенным рядом приёмником. Иными словами, устройство смогло передавать сенсорную информацию по беспроводной связи без использования чипа или батареи.

Приклеенный к коже датчик имеет собственную «резонансную» частоту вибраций. Одновременно эти вибрации преобразовываются в электрический сигнал, частоту которого может регистрировать беспроводной приемник. Любое изменение состояния кожи, например, ускорение сердечного ритма, повлияет на механические колебания датчика и электрический сигнал, который он автоматически передает на приемник. Точно также устройство реагирует на изменения в химическом составе пота. Меняя датчики биомаркеров, можно следить за широким спектром параметров состояния человека.

«Если есть какие-либо изменения в пульсе, или химические вещества в поте, или даже ультрафиолетовое облучение кожи, все эти действия могут изменить картину поверхностных акустических волн на плёнке нитрида галлия, — отмечают авторы исследования. — И чувствительность нашей плёнки настолько высока, что она может обнаружить эти изменения».

OmniVision представила 200-Мп датчик для камер флагманских смартфонов

Компания OmniVision анонсировала датчик изображений OVB0A, предназначенный для использования в составе тыльных камер смартфонов флагманского уровня. Новинка обладает разрешением в 200 млн пикселей.

 Источник изображений: OmniVision

Источник изображений: OmniVision

Изделие получило формат 1/1,4", а размер пикселей составляет 0,56 мкм. Реализована технология PureCel Plus-S, представляющая собой аналог Samsung ISOCELL Plus. Используются особые перегородки между пикселями, позволяющие более эффективно и точно захватывать фотоны. Благодаря этому увеличиваются показатели светочувствительности и улучшается цветопередача по сравнению с обычными датчиками.

Сенсор OVB0A позволяет формировать изображения с разрешением до 16 384 × 12 288 точек. Технология 16-Cell Binning объединяет 16 пикселей в один, что даёт возможность создавать качественные 12,5-Мп снимки в условиях недостаточной освещённости. В таком режиме возможна запись видеоматериалов в формате 4К со скоростью до 120 кадров в секунду.

Упомянута также технология Quad Phase Detection (QPD), благодаря которой фазовая автофокусировка охватывает всю площадь сенсора. Имеется встроенный датчик температуры.

Пробные поставки изделия начнутся в четвёртом квартале нынешнего года.

Учёные придумали датчик, который бьёт человека током и по поту непрерывно отслеживает биологические показатели

Учёные Калифорнийского технологического института разработали носимый датчик для постоянного мониторинга биологических маркеров человека по его поту. Устройство извлекает данные из очень маленького объёма пота и делает это с беспрецедентной точностью в широком списке показателей. Подобные датчики помогут следить за состоянием здоровья намного проще и с большей точностью, что найдёт применение во многих сферах жизни.

 Источник изображения: Caltech

Источник изображения: Caltech

Предыдущие версии подобных датчиков полагались на ферменты, встроенные в них для обнаружения ограниченного числа соединений, являющихся биомаркерами. Проблема была в том, что датчики быстро расходовали активные вещества. Новая технология не включает в себя подобные расходные материалы, а использует своего рода отпечатки — молекулярно-отпечатанные полимеры, которые рассчитаны на захват конкретных молекул и только.

Предложенные учёными датчики могут определять восемь незаменимых аминокислот и целый спектр витаминов. Контролируемые молекулы из пота проникают каждая в свои отпечатки (формы) и в таком случае препятствует течению электрического тока от дна формы наружу. Чем больше искомых молекул в составе пота, тем слабее электрический сигнал в каждом канале (тем больше отпечатков заполнено молекулами). Сбросить такую систему очень просто — достаточно подать на датчики повышенный потенциал и молекулы вытряхнутся из форм или будут уничтожены. Никаких расходных материалов для датчиков не требуется — они снова готовы к работе.

Для анализа биохимического состава пота необходимо совсем небольшой его объём. Это другая изюминка разработки — способность по микроканалам втягивать мизерные порции пота. Выделение пота, кстати, стимулируется электрически (на датчики электроды стимулятора представлены двумя большими дугами). Поскольку пота нужно немного, электрический разряд-стимулятор очень слабый и не вызывает неприятных ощущений.

«Этот подход позволяет нам обнаружить целый ряд новых важнейших питательных веществ и метаболитов. Мы можем отслеживать, когда мы едим, и наблюдать за изменением уровня питательных веществ, — поясняют авторы разработки. — Он отслеживает не только питательные вещества, но и гормоны и лекарства. Это может обеспечить непрерывный мониторинг многих состояний здоровья».

Красиво и высокотехнологично: в Южной Корее придумали умную татуировку для слежения за здоровьем и не только

Татуировки могут не только украшать тело, но также служат естественной основой для разного рода носимых сенсоров. Этим пользуются учёные, разрабатывая носимую электронику с датчиками-татуировками. Свой вариант устройств предложили учёные из Корейского института науки и технологий (KAIST) в городе Тэджон. Татуировка выполняется из смеси жидкого металла галлия и углеродных нанотрубок — она наносится поверх кожи, но смыть её непросто.

 Источник изображения: REUTERS/Minwoo Park

Источник изображения: REUTERS/Minwoo Park

Исследователи изучили работу датчика-татуировки как источника сигналов для снятия электрокардиограммы, а также как измеритель уровня глюкозы в крови и молочной кислоты. В перспективе такие высокотехнологические татуировки могут снабжаться беспроводными контроллерами, тогда как прототип подключается к приборам с помощью проводов, что с практической точки зрения довольно неудобно.

«В будущем мы надеемся подключить беспроводной чип, интегрированный в эти чернила, чтобы мы могли общаться или посылать сигнал туда и обратно между нашим телом и внешним устройством, — сказал руководитель проекта Стив Парк (Steve Park), профессор материаловедения и инженерии. — Теоретически такие мониторы могут быть размещены где угодно, в том числе в домах пациентов».

 Источник изображения: REUTERS/Minwoo Park

Источник изображения: REUTERS/Minwoo Park

Современные датчики слежения за жизненными показателями пациентов довольно неудобны и требуют проводных подключений. Для одиночной процедуры неудобство можно потерпеть, но в случае постоянного мониторинга днями, неделями и месяцами о комфорте говорить не приходится. Подобные «татуировки», к слову, месяц назад также представили учёные из США. Рано или поздно идея проникнет в жизнь, и часть медицинских процедур станет удобнее и для врачей, и для пациентов.

Марсоход Perseverance получил повреждения датчика ветра — из-за слишком сильного ветра

На марсоходе Perseverance в числе прочего оборудования установлена метеостанция Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), включающая два датчика ветра для измерения скорости и направления потоков воздушных масс, а также датчики влажности, радиации и температуры. Недавно один из датчиков ветра получил повреждение, сообщил главный исследователь MEDA Хосе Антонио Родригес Манфреди (José Antonio Rodriguez Manfredi) из Испанского центра астробиологии.

 Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Причиной повреждения стал фрагмент гальки, поднятой сильными порывами ветра на Красной планете. Несмотря на случившееся, MEDA продолжает функционировать, отслеживая потоки ветра в кратере Езеро.

«В настоящее время возможности сенсора ограничены, но он по-прежнему обеспечивает измерения скорости и направления, — рассказал сайту Space.com Манфреди, — Вся команда сейчас перенастраивает процедуру поиска, чтобы получить более точные показания неповреждённого детектора».

Учёный отметил, что, как и всё оборудование, установленное на Perseverance, датчик ветра был разработан с учётом агрессивной окружающей среды Марса, но его прочности тоже есть предел. Более сильный порыв ветра поднял гальку большего размера, чем ожидалось, и в итоге датчик получил повреждения.

«Ни прогнозы, ни опыт, полученный нами в ходе предыдущих миссий, не позволяли предвидеть ни таких сильных ветров, ни такого большого количества сыпучего материала такого рода», — сообщил Манфреди, отметив, что по иронии судьбы, датчик получил повреждение от объекта наблюдения.

Помимо мониторинга показателей ветра, погоды и исследования состава горных пород, марсоход Perseverance собирает наиболее перспективный материал для будущей миссии по доставки этих образцов на Землю в 2030-х годах.

Samsung представила передовой 200-Мп датчик ISOCELL HP3 с самыми маленькими в отрасли пикселями

Компания Samsung Electronics анонсировала датчик изображений ISOCELL HP3 — передовое решение, предназначенное для камер флагманских смартфонов следующего поколения. Новинка обеспечивает разрешение в 200 млн пикселей.

 Источник изображений: Samsung

Источник изображений: Samsung

Сенсор формата 1/1,4 дюйма, как утверждается, обладает самыми маленькими пикселями в отрасли — 0,56 микрометра. По сравнению с 200-мегапиксельным датчиком ISOCELL HP1 этот показатель уменьшен на 12 %.

Новое решение позволяет сократить площадь, занимаемую модулем камеры в смартфоне, приблизительно на 20 %. А это означает, что разработчики смогут сделать свои аппараты тоньше и оптимизировать внутреннюю конструкцию.

Технология Tetra Pixel даёт возможность повысить качество изображений, получаемых в условиях недостаточной освещённости. Достигается это за счёт объединения четырёх или 16 соседних пикселей в один. В первом случае имитируется работа 50-мегапиксельного датчика с размером пикселей 1,12 микрометра, во втором — 12,5-мегапиксельного сенсора с размером пикселей 2,24 микрометра.

Улучшенная технология Smart-ISO Pro использует данные сигнала кадров, полученных при высоком, среднем и низком значении ISO, чтобы сформировать комбинированный снимок с высоким динамическим диапазоном и минимумом артефактов.

Возможна запись видеоматериалов в формате 8K со скоростью 30 кадров в секунду и 4K со скоростью 120 кадров в секунду. Упомянута система автоматической фокусировки Super QPD, использующая все пиксели в составе датчика.

Пробные поставки Samsung ISOCELL HP3 уже начались, а массовое производство запланировано на текущий год.

Sony готовит свой первый 100-Мп сенсор для камер смартфонов

Корпорация Sony, по информации интернет-источников, в скором времени может анонсировать свой первый 100-мегапиксельный датчик изображений, предназначенный для использования в камерах мобильных устройств — прежде всего смартфонов.

 Источник изображений: Sony

Источник изображений: Sony

По неофициальным данным, готовящееся изделие войдёт в семейство сенсоров Sony IMX8. Данная серия не так давно пополнилась 1/1,49-дюймовым датчиком с 54 млн пикселей. Возможно формирование изображений с разрешением до 8768 × 6144 точки.

Информации о характеристиках 100-мегапиксельного сенсора Sony пока, увы, нет. Отмечается лишь, что он создаётся с прицелом на аппараты, относящиеся к верхнему сегменту среднего ценового диапазона.

Стоит добавить, что компания Samsung анонсировала свой первый 108-мегапиксельный датчик изображений для камер смартфонов почти три года назад. А в сентябре 2021-го дебютировало первое в мире 200-мегапиксельное изделие — сенсор Samsung ISOCELL HP1.

Вместе с тем сейчас крупнейшим поставщиком датчиков для камер смартфонов является именно Sony. По оценкам Strategy Analytics, в прошлом году эта корпорация заняла практически половину мирового рынка — 45 % в денежном исчислении.

Sony обещает сохранить за собой 60 % рынка датчиков изображений к 2025 году

Если в 2019 фискальном году компания Sony контролировала 53 % рынка датчиков изображений для цифровых камер и смартфонов, то в прошлом фискальном году этот показатель уменьшился до 43 %. К середине десятилетия компания рассчитывает занять не менее 60 % рынка и удерживать свои позиции.

 Источник изображения: Sony

Источник изображения: Sony

Для этого Sony не будет прекращать активные разработки новых технологий обработки изображений. Например, представленная недавно Octa PD позволяет камере фокусироваться сразу на нескольких предметах при съёмке против солнца. Сейчас позициям Sony в сегменте датчиков изображения угрожают конкуренты — Samsung, например, занимает 18,5 % рынка, а китайская GalaxyCore теснит Sony в сегменте более доступных смартфонов. В автомобильном сегменте сильны позиции американской OmniVision Technologies.

Будет Sony наращивать и производственные мощности. Основная часть выделенных на капитальные затраты в 2022 году средств в сумме $3,5 млрд будет направлена в полупроводниковый сегмент, увеличившись на 35 % по сравнению с предыдущим годом. Новое предприятие по производству датчиков изображений в Нагасаки, которое компания открыла в 2021 году, в мае текущего года начало расширяться. По оценкам Omdia, рынок датчиков изображений в ближайшие четыре года вырастет на 34 % до $25,1 млрд. Значительную его часть будут занимать компоненты для смартфонов — их оборот увеличится на 37 % до $20,1 млрд. Хотя рынок смартфонов сам по себе и сокращается в последние месяцы, конкуренция по функциональным возможностям камер будет только усиливаться.

«Ростех» представил семейство долговечных датчиков с Bluetooth для Интернета вещей и умного дома

Государственная корпорация «Ростех» сообщает о том, что российские специалисты разработали семейство беспроводных датчиков для умного дома, промышленного Интернета вещей (IoT), систем безопасности и прочего. Изделия выполнены на базе герконов. От существующих аналогов новинки, как утверждается, отличаются расширенной сенсорикой и повышенной долговечностью.

 Источник изображения: pixabay.com / geralt

Источник изображения: pixabay.com / geralt

Для передачи данных применяется технологи Bluetooth Low Energy (BLE). За счёт этого обеспечивается небольшое энергопотребление и продолжительное время автономной работы — до десяти лет без замены батареи.

IoT-датчики предназначены для измерения температуры, влажности, освещённости, магнитного поля. Информация с датчиков поступает в мобильное приложение и систему мониторинга. Диапазон рабочих температур простирается от -55 до +85 °С.

 Источник изображения: «Росэлектроника»

Источник изображения: «Росэлектроника»

В семейство входят семь устройств, отличающихся набором встроенных и внешних сенсоров, а также типом и ёмкостью элементов питания. Датчики разработаны холдингом «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех», а их серийный выпуск будет развёрнут на мощностях Рязанского завода металлокерамических приборов (РЗМКП).

«Мы видим широкие возможности применения новых датчиков — на складах с особыми условиями хранения, в промышленном холодильном оборудовании, в теплицах и в системах умный дом. У датчиков есть режим Bluetooth Long Range. Это позволяет использовать их на расстоянии более километра от Bluetooth-станции. Изделия компактные, легко крепятся к поверхностям», — говорится в сообщении.

В России создан самый высокоточный в мире датчик ориентации спутников

Отдел оптико-физических исследований Института космических исследований (ИКИ) РАН завершил разработку звёздного датчика нового поколения. Утверждается, что это самый точный в мире прибор для ориентации спутников.

 Источник изображений: «Роскосмос»

Источник изображений: «Роскосмос»

Решение получило обозначение БОКЗ-МР. Как сообщает ТАСС, на его разработку потребовалось семь лет. Технические характеристики данного прибора улучшены в 5–10 раз практически по всем показателям по сравнению с изделиями предыдущих поколений. В настоящий момент БОКЗ-МР при массе в 4 кг — это наиболее высокоточный прибор в мире.

«В 2021 году закончена разработка прибора звёздной ориентации нового поколения БОКЗ-МР, которая длилась семь лет. Первые лётные образцы приборов поставлены в Ракетно-космический центр "Прогресс" для комплектования КА ДЗЗ (космического аппарата дистанционного зондирования Земли) "Ресурс-ПМ"», — говорится в сообщении.

Улучшены характеристики по частоте обновления информации, диапазону рабочих угловых скоростей и помехозащищённости.

Информация, получаемая с космических аппаратов семейства «Ресурс-П», используется в сельском, лесном и водном хозяйстве, а также для мониторинга районов чрезвычайных ситуаций. Кроме того, собираемые данные применяются при составлении и обновлении общегеографических, тематических и топографических карт.

Ночь предстала в цвете — нейронную сеть научили раскрашивать изображение с камер ночного видения

Камеры ночного видения на основе инфракрасного излучения представляют изображения в монохромном виде, тогда как для человека цвет и оттенки несут дополнительную и зачастую важную информацию. К сожалению, глаз человека нечувствителен к инфракрасному излучению, чтобы уловить игру цвета, но этому можно обучить нейронную сеть. Группа учёных смогла доказать, что ИИ способен раскрасить изображение с камер ночного видения.

 Источник изображения: PLOS ONE

Источник изображения: PLOS ONE

Учёные из Калифорнийского университета в Ирвайне задались целью привязать длины волн в ближнем инфракрасном диапазоне к длинам волн видимого диапазона (цвета). Очевидно, что в зависимости от цвета отражаемой поверхности в видимом диапазоне свет в инфракрасном диапазоне также будет отражаться с разной интенсивностью. Обычные фотоприборы не способны перевести одно в другое, но обучаемая нейронная сеть на такое способна, что доказало научное исследование.

На примере 140 изображений лиц людей в основных типографских цветах каждое (голубой, пурпурный, жёлтый и чёрный) были получены изображения в ближнем инфракрасном диапазоне, которые обработали на нейронной сети. После обработки данных сеть смогла с высокой степенью точности раскрашивать монохромные инфракрасные снимки, представляя их в виде полноцветных изображений.

Учёные уверены, что чем больше данных представить нейронной сети, тем точнее она будет переводить монохромные оттенки в цветные. Работа опубликована в журнале PLOS ONE. Хотелось бы увидеть устройство цветного ночного видения в формате очков и работающее в режиме реального времени и без постоянной связи с суперкомпьютером. Вероятно, нужно просто дождаться подходящих контроллеров.

Sony заняла 45 % мирового рынка сенсоров для камер смартфонов

Компания Strategy Analytics опубликовала результаты исследования глобального рынка датчиков изображения для камер смартфонов. Развитию отрасли, как отмечается, способствует спрос на сенсоры высокого разрешения и многомодульные системы камер.

 Источник изображения: Samsung

Источник изображения: Samsung

В 2021 году, по оценкам, объём рынка в денежном выражении достиг $15,1 млрд. Это приблизительно на 3 % больше по сравнению с результатом за 2020-й. Причём в последней четверти прошлого года рост составил более 10 %.

Крупнейшим поставщиком датчиков изображений для камер мобильных устройств является Sony. В прошлом году эта компания заняла практически половину мирового рынка — 45 % в денежном исчислении.

 Источник изображения: Strategy Analytics

Источник изображения: Strategy Analytics

На втором месте находится Samsung с долей примерно 26 %. Замыкает тройку OmniVision, контролирующая 11 % отрасли. Таким образом, три ведущих поставщика занимают 82–83 % рынка. Все прочие игроки сообща контролируют только 17 % отрасли в денежном выражении.

Аналитики прогнозируют, что в обозримом будущем ключевыми драйверами рынка станут сенсоры большого формата и датчики с высоким разрешением.

Представлен первый молекулярный электронный чип — это биосенсор, способный определять отдельные молекулы и считывать данные с ДНК

Компания Roswell Biotechnologies вместе с группой учёных сообщила о завершении разработки и успешных испытаниях биосенсорного чипа нового поколения. Датчик способен определять одиночные молекулы, активность ферментов и даже в реальном времени следить за процессом синтеза ДНК. Такая возможность не только упрощает расшифровку биоматериала, но также открывает путь к устройствам записи данных на ДНК-носителях.

 Источник изображения: Roswell

Источник изображения: Roswell

Учёные давно разрабатывают биосенсорные чипы, но пандемия COVID-19 значительно подтолкнула процессы поиска решений. Компания Roswell Biotechnologies вместе с коллегами из бельгийского центра Imec за неполных два года прошли путь от проекта к готовому решению. Опытный датчик на кремниевой подложке разрешением 16 тыс. пикселей способен работать со скоростью 1000 кадров в секунду, что даёт возможность моментальной диагностики вирусов, лекарств, секвенирования ДНК, анализа белков и многое другое, на что раньше приходилось тратить массу времени и средств.

Согласно заявлению разработчиков, они создали первый в истории молекулярный датчик, который открывает путь к запуску закона Мура в сфере биодетектирования. Массив может масштабироваться до новых значений плотности и точности детектирования, повышая скорость и качество исследований биоматериала. Элементарным прибором детектирования является специальная молекула в каждом пикселе датчика, которая захватывает образец биоматериала и даёт возможность точно определить его состав.

Предложенная Roswell платформа состоит из программируемого полупроводникового чипа с масштабируемой архитектурой массива датчиков. В состав чипа входят также многоканальные АЦП для перевода информации в цифровую форму для её дальнейшего анализа средствами машинного обучения. Элементарный пиксель датчика представляет собой два наноэлектрода с зазором в 20 нм. Для оценки биоматериала между зазорами подвешивается молекулярная ниточка из активного биологического материала, например, синтетического α-спирального белка. Такой белок и захватывает образец биоматериала для дальнейшего тестирования.

 Источник изображения: Proceedings of the National Academy of Sciences

Источник изображения: Proceedings of the National Academy of Sciences

Через электроды и молекулярную ниточку пропускают электрический ток. Сила тока будет зависеть от сопротивления цепи и точно указывать на целевой биоматериал, захваченный датчиком. Точность определения материала настолько высокая, что технология может применяться в качестве считывающего устройства для записи данных на ДНК. Пиксели датчика могут нести встроенные ферменты ДНК-полимеразы, что даёт возможность прямого электрического наблюдения за действием этого фермента, когда он элемент за элементом копирует фрагмент ДНК. Современная диагностика такого не позволяет, работая с ДНК лишь посредством косвенных измерений. Это способно перевернуть медицину и биологические исследования во множестве смежных сфер: в палеонтологии, криминалистике, сельском хозяйстве и много где ещё.

Добавим, данные о разработке опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences и свободно доступны по этой ссылке.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Sony раскрыла, сколько эксклюзивы PlayStation придётся ждать на ПК 46 мин.
Илон Маск снова захотел купить Twitter 58 мин.
В деле Twitter против Маска появился ещё один потенциальный свидетель: он заявил, что 20 % аккаунтов на платформе — боты 2 ч.
Electronic Arts засветила баннер и название новой Need for Speed — анонс уже на этой неделе 2 ч.
Безбумажный HR: малым и средним предприятиям открыли демо-доступ к HRlink 2 ч.
БигМак за биткоины — McDonald’s в швейцарском Лугано начала принимать криптовалюты 3 ч.
В офисе Apple в Южной Корее прошёл рейд из-за обвинений в завышенных комиссиях в App Store 3 ч.
Релиз стратегии Company of Heroes 3 отложили на три месяца, чтобы не разочаровать игроков 5 ч.
Вслед за «Ведьмаком»: инсайдер сообщил об отказе разработчиков Halo от собственного дорогостоящего движка в пользу Unreal Engine 5 7 ч.
Великобритания запретила оказывать IT-консалтинговые услуги клиентам из России 7 ч.
Белый дом предложил Билль о правах ИИ — он должен защитить американских граждан от самого ИИ 2 ч.
Micron построит огромный завода по производству чипов в США за $100 млрд 3 ч.
Поставки iPhone индийского происхождения выросли до $1 млрд за последние 5 месяцев и будут расти дальше 4 ч.
Нобелевскую премию по физике в 2022 году получили исследователи квантовой запутанности и нарушений неравенств Белла 4 ч.
NZXT представила материнскую плату N7 B650E для процессоров AMD Ryzen 7000 4 ч.
ASUS представила платы ROG Strix, TUF Gaming, Pro Art и Prime на чипсетах AMD B650E и B650 для процессоров Ryzen 7000 5 ч.
Евросоюз утвердил полный переход на USB Type-C, и для Apple исключения не сделают 6 ч.
Просто добавь воды: учёные создали «чип» на ионных транзисторах в жидкой среде 6 ч.
Gigabyte представила платы Aorus и Aero на чипсетах AMD B650 и B650E для процессоров Ryzen 7000 6 ч.
Intel показала универсальный оптический разъём для соединения чипов 7 ч.