Zukunftstechnologien

Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien

Mit einigen der fortschrittlichsten Produkte und Technologien machen wir die
Welt grüner und lebenswerter für Sie. Schauen Sie sich unsere Seite an, um
mehr über die Produkte zu erfahren, die wir anbieten!

Technologische Innovationen werden die Nachhaltigkeit prägen

3D-Biofilter

Wir erstellen 3D-gedruckte Paneele für Regionen mit ultrahohem Kontakt aus Polymilchsäure-Biofiltern zur Reduzierung und Reinigung der Wasserverschmutzung.

Adaptives Gewebe

Wir arbeiten an adaptiven Geweben, die intelligent auf veränderte Gewebeeinstellungen reagieren, indem sie die Energiezufuhr steuern und verbesserte Signale liefern.

Bionische Fertigung

Wir erhöhen die Nachhaltigkeit des Betriebs, indem wir eine innovative Fertigungstechnik zur Herstellung von Materialien erfinden, die auf biologischen Layout- und Strukturkonzepten basieren.

Industrielle Produkt

Bionisches Design und Seine Schlüsselrolle In nachhaltige Entwicklungen von Zukunftstechnologien

BIONIK UND KI FÜR DIE ENTWICKLUNG
NACHHALTIGER PRODUKTE

Wir verwenden modernste Technologie, um umweltfreundliche Produkte zu schaffen und zu entwickeln,
die eine gesunde Lebensweise auf der ganzen Welt unterstützen.

BIONA-Ankündigung

Uns motiviert die Ankündigung von BIONA, die Kraft biologischer Systeme zu nutzen, um ökologische und effiziente Produkte zu schaffen und gleichzeitig langfristige, anwendungsorientierte Ideen zu entwickeln.

Nachwuchsgruppen

Wir arbeiten mit einigen der jungen Wissenschaftler zusammen, die daran arbeiten, bionische Technologien für ökologische und technologische Innovationen zu entwickeln, die den Anforderungen der Gegenwart dienen, ohne die Möglichkeiten zukünftiger Bedürfnisse zu beeinträchtigen.

Begleitende Projekte

Unser Team führt umfangreiche Forschung durch, um kontinuierlich nachhaltige Lösungen für den optimalen Nutzen unserer Kunden bereitzustellen. Wir arbeiten auch mit Unternehmen zusammen, um ihre Projekte mit unserer innovativen ökologischen Technologie nachhaltig zu gestalten.

LETZTE AKTUALISIERUNG

Verschiedene Arten von Prothesen

Prothetik

Bei der Betrachtung von Prothesen und künstlichen Gliedmaßen ist es wichtig, die Unterschiede zwischen Ihren verschiedenen Typen und ihren spezifischen Verwendungszwecken zu beachten. Es gibt im Allgemeinen vier Typen, die hauptsächlich in Betracht gezogen werden können: transradial, transfemoral, transtibial und transhumeral. Unter bestimmten Bedingungen können jedoch auch andere Prothesen verwendet werden. Wir sind hier, um zu erklären, was diese Geräte prothetisch sein können und wie sie funktionieren.

Ein transradialer Typ

Eine Prothese ist transradial, ein künstlicher Arm, der unterhalb des Ellbogens angebracht wird. Ein passives Werkzeug dient rein kosmetischen Gründen. Das Gegenteil ist eine Prothese. Dies ist zweifellos energisch und wird in zwei Arten auftreten. Eine kabelbetriebene Einheit ist sicherlich eine Prothese mit einem Gurt, der mit Ihrer betroffenen Schulter und dem anderen Arm verbunden ist und es dem Benutzer ermöglicht, die Aktivität manuell zu steuern. Ein myoelektrisches Implantat mit prothetischem Muskelgewebe bewegt sich über spezialisierte Detektoren in den oberen Arm und trägt die Prothese, einschließlich der Öffnung und dem Schließen der Hand.

Ein transhumeraler Typ

Eine transhumerale Prothese ist ein synthetischer Arm, der oberhalb der Schulter und unterhalb des Halses mit der menschlichen Anatomie verbunden ist. Ein Glied ist aufgrund eines fehlenden Ellbogens zweifellos komplizierter als eine transradiale Prothese, wodurch die Bewegung schwieriger und komplexer zu kompensieren ist. Transhumerale Vorrichtungen, die prothetisch sind, können auch aktiv und passiv sein. Die meisten modernen funktionellen transhumeralen Prothesen verwenden myoelektrische Detektoren oder sogar eine Mischung aus Sensoren und Kabeln, um das Glied zu manövrieren, zweifellos synthetisch.

Prothetik

Ein transtibialer Typ

Unterschenkelprothese, ein künstliches Kniegelenk unter dem Bein. Der Hauptzweck der Prothese besteht darin, das Gewicht richtig zu verteilen und Komfort zu bieten, da der Teil viel Bewegung ohne Unterstützung zulässt. Patienten müssen rehabilitiert werden, indem sie mit einer Unterschenkelprothese gehen, und die Kunststoffbasis bewegt sich oft nicht.

Ein transfemoraler Typ

Eine Oberschenkelprothese ist normalerweise die schwierigste der vier Hauptarten. Es ersetzt ein Bein, und dem fehlt sicherlich das Knie. Das künstliche Kniegelenk wird durch die Hüftbewegung gesteuert und somit maßgeblich durch die sicherlich vorhandene Restkraft der Extremität beeinflusst. Eine Oberschenkelprothese ermöglicht in der Regel eine regelmäßige Aktivität und Zweckbestimmung nach einer längeren Rehabilitation. Ein geeigneter Stecker ist unerlässlich, um Komfort und Sicherheit zu gewährleisten.

Diverse andere Prothesenarten

Orthopädietechniker können auch Arme wechseln, denen der Fuß mit begrenzter Prothetik fehlen kann, die je nach Bedarf und Ausgabenplan ebenfalls aktiv oder passiv sein kann. Energetische künstliche Komponenten sind aufgrund unterschiedlicher Schäden und fehlender Finger schwierig herzustellen. Nicht alle Patienten sind ideale Empfänger für eine künstliche Hand, und die Anforderungen qualifizierter medizinischer Fachkräfte zur Beurteilung aller stellen sicher, dass sie angepasst werden können, da die Prothese zweifellos die beste ist.

Eine andere Art von künstlichem Arm weist einen vom Körper angetriebenen Arm auf, während der Rest mit der Schulter verbunden ist, indem ein Gurt vorhanden ist. Es funktioniert ähnlich wie eine transhumerale Prothese und nutzt die verschiedenen anderen Nackenbewegungen der Person, um das im Wesentlichen künstliche Glied zu manipulieren.

Andere prothetische Implantate können einen sicherlich rein ästhetischen Zweck haben. Diese könnten Augen integrieren, die synthetische Finger, Nasen und mehr sind.

Prothetik ermöglicht uns erheblich mit technologischen Verbesserungen. Neue Fortschritte ermöglichen Prothesen mit verbesserter Flexibilität und müheloser Integration in den Körper.

Bionik-Lernen Sie mehr darüber erfahren

Bionik

Wir alle haben Science-Fiction-Romane und -Filme gelesen, die darauf basieren, dass Menschen aufgrund ihres erhöhten Wahrnehmungssinns, vielleicht ihres Gehörs oder Sehens, oder ihres Gefühls, eine übermenschliche oder nicht-schallartige Frequenz anzuzapfen, übermenschliche Kräfte haben.

Was bedeutet der Begriff Bionik?

Jack Steele prägte diesen Begriff im August 1958, indem er die beiden Wörter Biologie und Elektronik miteinander verband. Die bionische Frau und der Sechs-Millionen-Dollar-Mann basieren beide auf dem Roman Cyborg von Martin Caidin. In diesen Geschichten erhielten die Übermenschen Kräfte, indem sie elektromechanische Implantate einsetzten.

Bionik
Die Menschen konnten diese Technologie implementieren, indem sie einfach den evolutionären Druck nachahmten oder beobachteten, der typischerweise in allen lebenden Organismen vorhanden ist: Thera und Fauna. Dies wirkt sich auf die Nachhaltigkeit und Anpassung an verschiedene Umgebungen aus und gibt ihnen optimiertere und effizientere Strukturen von Mechanismen.
Während dies vom Menschen beim Entwickeln der schmutz- und wasserabweisenden Farbe beobachtet werden kann, indem er die Lotusblumenpflanze scannt, wird dies im Volksmund auch als Lotuseffekt bezeichnet.
In der Informatik hat es trendige Begriffe hervorgebracht und Studiengebiete sind die künstlichen neuronalen Netze, die sich mit der Nachahmung der Neuronenverbindungen im Gehirn und deren Programmierung auf den Computern befassen, um ihre Leistungs- und Rechenfähigkeiten zu verbessern.
Der Name Bionik wurde in den 1950er Jahren von Otto Schmitt aus dem Wort Bionik abgeleitet.
Dies kann auch als eine Form des angewandten fallbasierten Denkens bezeichnet werden, bei der wir die Natur als eine Datenbank von Lösungen behandeln, die bereits funktionieren und par excellence sind.

Methoden zur Implementierung des Begriffs

Es gibt drei Ebenen, auf denen Flora und Fauna untersucht werden können, um Arbeitsmodelle zu erstellen:

Nachahmung der natürlichen Herstellungsmethoden

Nachahmung des in der Natur gefundenen Mechanismus
Durch die Untersuchung des Sozialverhaltens von Organismen wie der Nahrungssuche von Bienen und der Schwarmintelligenz basierend auf der Verhaltensstudie am Fischschwarm.

Bionische Produkte

Beispiele der bionischen Produkte

  • Bionisches Känguru: Dieses Roboter-Känguru wurde nach dem Moment und der Physiologie eines Kängurus gebaut.
    Die 1953 von Percy Shaw erfundenen Katzenaugen-Reflektoren wurden nach dem Studium der Mechanismen der Katzenaugen hergestellt. Es wurde gemacht, nachdem die Studie an den Augen der Katze das Vorhandensein von reflektierenden Zellen, bekannt als Tapetum lucidum, ergab, die in der Lage waren, die kleinsten Lichtflecken zu reflektieren.
  • Wir können die großen Flugmaschinen von Leonardo Da Vincis und die Schiffe nicht vergessen, die von seiner Zeichnung der Natur in der Technik inspiriert wurden.
  • Auch das Sägezahndesign für Holzfäller wurde nach den Beobachtungen eines holzgrabenden Käfers modelliert.
  • Resilin, ein Ersatz für Gummi, wurde durch Untersuchung des in Arthropoden gefundenen Materials hergestellt.
  • Auch das Morphing von Flugzeugflügeln wurde durch das Studium verschiedener Vögel und der Form ihrer Flügel inspiriert. Und je nachdem, mit welcher Geschwindigkeit sie fliegen. Im Flugzeug wurde also versucht, dies nachzuahmen, indem ein Fischschuppen-ähnliches Merkmal implementiert wurde, das übereinander gleiten konnte.
  • Das berühmte RFID-Tag wurde hergestellt, indem die Flügelstruktur des blauen Morpho-Schmetterlings nachgeahmt wurde, während sie erfuhren, dass es Licht reflektiert. Sie inspirierten auch die Entwicklung neuer Nanosensoren, die Sprengstoffe erkennen.

Bionik als Prothetik

Prothetik

Eine Prothese ist definiert als ein alternativer künstlicher Ersatz des Hauptkörpers wie ein Zahnschmelz, eine Uhr, ein Gesichtsknochen, der Gaumen, eine Hüfte, ein Knie oder ein anderes Gelenk, das Bein, ein Arm usw. Eine Prothese ist absolut nützlich für kosmetische Erklärungen. Eine Prothese kann eine künstliche Erweiterung sein, die eine fehlende menschliche Körperkomponente ersetzt. Es ist Teil der Industrie der Biomechatronik, der Forschung zur Verschmelzung von Produkten, bei denen es sich um mechanisches persönliches Muskelgewebe, Skelett und gestresste Methoden handelt, um die durch Stress, Infektionen oder Probleme verlorene motorische Kontrolle zu unterstützen oder zu verbessern. Typische Prothesen für Knochen sind die Hüft-, Knie-, Schulter-, Fuß- und Fingergelenke. Prothetische Implantate können Teile der Kombination sein, wie z. B. ein Knie. Dies ist zweifellos einseitig, Gelenkersatz und Endoprothetik deuten darauf hin, dass dies dasselbe ist.

Biomechatronik
Eine künstliche Gliedmaße ist eine Prothese, die eine fehlende Extremität wie Hände oder Füße ersetzt.
Die Art des verwendeten künstlichen Gliedes wird hauptsächlich aufgrund des Ausmaßes einer Amputation oder Reposition und der zweifellos fehlenden genauen Position der Extremität festgelegt. Prothesen können für verschiedene Erklärungen erforderlich sein, einschließlich Unfälle und angeborene Behinderungen. Künstliche Herzklappen werden im Körper täglich verwendet, wobei künstliche Köpfe und Lungen aufgrund der immensen technologischen Entwicklung weniger verbreitet sind. Andere medizinische Geräte und Hilfsmittel, die als Prothesen angesehen werden können, umfassen künstliche Augen, Gaumenobturatoren, Magenbänder und Zahnprothesen.

Es gibt vier Hauptarten von künstlichen Gliedmaßen

Dazu gehören die transtibiale, transfemorale, transradiale und Prothesen, die transhumeral sein können. Die Prothese basiert genau auf dem, was dem Hauptglied fehlt.

Eine Prothese ist sicherlich ein transradiales und synthetisches Glied, das eine fehlende Versorgung unterhalb des Ellbogens ersetzt. Zwei Hauptarten von Prothesen können erhalten werden. Kabelbetriebene Gliedmaßen arbeiten, indem sie einen Verbraucher und ein Kabel um die gegenüberliegende Schulter für die beschädigte Versorgung anschließen. Eine andere leicht verfügbare Art von Prothesen sind myoelektrische Hände. Diese funktionieren, indem sie über Elektroden erkennen, ob das Muskelgewebe im Arm zweifellos oben ist, was dazu führt, dass sich eine künstliche Hand öffnet oder schließt.

a. Eine transhumerale Prothese

Eine transhumerale Prothese ist ein künstliches Glied, das einen über der Schulter fehlenden Arm ersetzt. Transhumeral Amputierte haben aufgrund der ähnlichen Komplexität der mit der Schulter verbundenen Aktion mehrere Probleme, die denen von Oberschenkelamputierten ähnlich sind. Dies macht die Nachahmung der Bewegung, die einer künstlichen Gliedmaße entspricht, äußerst schwierig.

Unterschenkelprothese

b. Eine Unterschenkelprothese

Dabei handelt es sich um ein künstliches Glied, das ein unterhalb des Beins fehlendes Knie ersetzt. Unterschenkelamputierte können in der Regel durch eine Oberschenkelamputation einen normaleren Stil wiedererlangen als jemand, der eine bedeutende Rolle beim Halten des Beins spielt, was eine zugänglichere Aktivität ermöglicht.

c. Eine Oberschenkelprothese

Dies ist ein synthetisches Glied, das ein Bein ersetzt, das oberhalb des Abschnitts fehlt. Oberschenkelamputierte können es schwer haben, den durchschnittlichen Trend wiederzuerlangen. Ein Oberschenkelamputierter verbraucht etwa 80 % mehr Energie zum Gehen als eine normale Person mit zwei ganzen Füßen. Dies kann auf die mit dem Bein verbundene Bewegungskomplexität zurückzuführen sein. Neuere und mehr Designs werden durch den Einsatz von Hydraulik, Kohlefaser, technischen Verbindungen, Motoren, Mikroprozessoren von Computersystemen und innovativen Kombinationen dieser Technologien verbessert, um dem Einzelnen mehr Kontrolle zu bieten.

Bionik – Eine Kunst der künstlichen Organsynthese und -implantation

Künstliches Organ

 

Einführung

Ein künstliches Organ ist ein Organgerät, das in einen Menschen eingraviert oder implantiert wird, um lebendes Gewebe mit dem Zweck zu verbinden, es für eine bestimmte Funktion zu erweitern. Dies geschieht, damit der Patient so schnell wie möglich in den Alltag zurückkehren kann. Obwohl das ausgetauschte Teil die meiste Zeit nicht mit der Lebenserhaltung in Verbindung stehen muss, ist es das. Beispiele hierfür wären Knochen- und Gelenkersatz oder Hüftersatz, die alle als gültige künstliche Organe betrachtet werden können.
Dies sagt uns per Definition, dass ein solches Gerät an eine stationäre Stromversorgung oder andere stationäre Ressourcen wie Filter angeschlossen werden muss. Aber aufgrund des Filterwechsels und der Reinigung der Filter und chemischen Verarbeitungseinheiten ist es per Definition davon ausgeschlossen, ein künstliches Organ zu sein. Zum Beispiel braucht die Dialyse nach allem, was die Dialyse einem Patienten bietet, viel Zeit und wird daher nicht als künstliches Organ bezeichnet.
Konstruktion künstlicher Organe zur Bereitstellung lebenserhaltender Maßnahmen, um einen unmittelbar bevorstehenden Tod zu verhindern, während auf eine Transplantation gewartet wird. Es wurde beobachtet, dass es eine bemerkenswerte Fähigkeit zur Selbstfürsorge hat. Beispielsweise ist ein künstliches Glied ein solches Organ. Es ermöglicht dem Patienten auch, sozial zu interagieren und seine Lebensqualität durch kosmetische Umstrukturierungen nach einem Unfall oder einer Krebsoperation zu verbessern.
Dies wird aber fast immer ausgiebig an Tieren getestet und damit experimentiert. Wenn es um Ersttests am Menschen geht, werden sie fast immer an Menschen durchgeführt, die bereits im Sterben liegen und alle anderen Behandlungsmöglichkeiten ausgeschöpft haben.
Einige der Organe, die erfolgreich künstlich hergestellt und strukturiert werden, sind wie folgt:

Künstliches Organ

Eine künstliche Blase

Die meisten Standardmethoden zum Ersetzen einer Blase beinhalten eine beutelartige künstliche Maschine, die mit dem Darmgewebe verbunden ist. Die beiden wichtigsten Möglichkeiten, die Blase zurückzugeben, bestehen darin, den Urinfluss umzuleiten oder die Blase vollständig zu ersetzen.

Ein künstliches Gehirn

Bei einer Reihe verschiedener Geräte, die eine sensorische, kognitive oder motorische Modalität ersetzen können, die aufgrund einer Verletzung oder einer Krankheit beschädigt worden sein könnte, dreht sich alles um neurale Prothesen. Tiefenhirnstimulatoren senden elektrische Signale an das Gehirn und behandeln neurologische Impulse wie behandlungsresistente Depressionen, Parkinson-Krankheit und andere Harnwegserkrankungen werden in das Gehirn implantiert. Die Methodik hinter diesen Behandlungen besteht darin, dass diese Geräte, anstatt die Funktion wiederherzustellen, eher dem Zweck dienen, den Ausgang der vorhandenen Nervenzentren, die eine Fehlfunktion aufweisen, zu deaktivieren, so dass die Symptome beseitigt werden

Eine künstliche Niere

Wie wir alle wissen, ist die Liste der Patienten, die anstehen und auf Nieren warten, lang, aber dank der NIBIB Quantum-Stipendiaten ist die Entwicklung künstlicher Nieren weit fortgeschritten. Sie haben berechnet, dass eine Simulation des Blutflusses in Kombination mit ihrer Arbeit zu einer hoffnungsvoll funktionierenden Niere führt. Es ist frustrierend, mit Blutgerinnseln umzugehen, die das Gerät unbrauchbar machen können, da unmittelbare Gefahren für andere Teile drohen, wo der Blutfluss schließlich beeinträchtigt werden kann. Aber hier würde eine künstliche Niere das Blutfiltrat kontinuierlich laufen lassen, wodurch die Nierenerkrankung reduziert und die Lebensqualität der Patienten gesteigert würde.

Bionisches Auge

Bionisches Auge

Das bionische Auge, auch als Sehprothese bekannt, ist ein optisches Gerät, das die Sehfunktion bei Menschen mit vollständiger oder teilweiser Erblindung wiederherstellen soll. Bionische Otoplastiken sind seit Mitte der 1980er Jahre neuronale Prothesen. Diese Geräte nutzen die elektrische Stimulation der Netzhaut oder um Sehvermögen bereitzustellen. Dies hat es im 18. Jahrhundert gegeben, wie von Benjamin Franklin, Charles Leroy und Tiberius Cavallo diskutiert.

neurale Prothesen

Die biologischen Überlegungen

Patienten, die das Sehvermögen hauptsächlich aufgrund einer Degeneration der Photorezeptoren und der geografischen Atrophie der Makuladegeneration verloren haben, gelten als die besten Kandidaten für visuelle prothetische Implantate. Diese Kandidaten finden das Verfahren am erfolgreichsten, wenn ihr Sehnerv vor Beginn ihrer Erblindung entwickelt wurde. Blindgeborene, denen also ein voll entwickelter Sehnerv fehlt, haben durch die Neuroplastizität einen Weg, der es für den Nerv und das Sehvermögen nach diesen Sehprothesenimplantationen in Ordnung macht.

Die technologischen Überlegungen:

Diese wurden für Menschen entwickelt, die eine Sehschwäche entwickelt haben. Unter den Spurge-in-Geräten haben nur drei optische Prothesen eine Marktzulassung in der Europäischen Union. Das erste Gerät, das 2011 in Europa die Marktzulassung mit dem CE-Zeichen erhielt, war . Argus II, das von Second Sight Media Products Inc. Danach erhielt Alpha IMS der Retinal Implant AG im Juli 2013 das CE-Zeichen.

A (MIVP) Mikrosystembasierte visuelle Prothese

Im Jahr 2002 entwarf Claude Veraart dies an der Universität Löwen als spiralförmige Elektrodenmanschette, die den Sehnerv umgibt, der sich am Augenhintergrund befindet. Es wird an einem Stimulator befestigt, der in einem leicht vertiefungsähnlichen Bereich im Schädel implantiert wird. Eine extern getragene Kamera signalisiert alle Anzeigen, die sie empfängt, an diesen eingebetteten Stimulator. Diese werden dann in elektrische Signale übersetzt, die wiederum direkt den Sehnerv stimulieren.

Netzhautimplantat

Netzhautimplantat von Harvard / MIT

1989 begannen Joseph Rizzo und John Wyatt am MIT mit der Erforschung der Möglichkeit einer Netzhautprothese. Aber ein Proof-of-the-Concept der Versuche zur Netzhautstimulation an blinden Freiwilligen wurde zwischen 1998 und 2000 durchgeführt. Seitdem haben diese Menschen einen subretinalen Stimulator und eine Elektrodenanordnung entwickelt, die unter dem eigentlichen Netzhautraum platziert wird. Es empfängt die Bildsignale, die von einer auf einer Brille montierten Kamera projiziert werden. Später entschlüsselt der Stimulator-Chip die visuellen Informationen der Kamera und stimuliert dann ebenfalls die retinalen Ganglienzellen. Sie haben auch eine Prothese der zweiten Generation entwickelt, die Daten sammelt und sie durch Hochfrequenzfelder von den auf diesen Brillen montierten Sendespulen sendet. Der sekundäre Ring, der das Signal empfängt, wird entlang der Iris vernäht.

Bionische Kontaktlinsen

Kontaktlinse

Bionische Kontaktlinsen: Dies sind die Geräte, die eine virtuelle Anzeige und Hilfe für verschiedene Zwecke bieten sollen, um Sehbehinderten bei Videospielen zu helfen. Ein Gerät ist eine herkömmliche Kontaktlinse mit darin eingebetteter Augmented Reality. Dadurch kann der Benutzer sehen, wie die computergenerierte Anzeige mit den Bildern der Außenwelt Schritt hält. Dies wird durch die funktionalen elektronischen Schaltungen und Infrarotlichter erreicht, die eine virtuelle Anzeige im Hinblick darauf schaffen, dass eine erweiterte Realität die Bilder der Außenwelt überlagert.
Wie eine Antenne könnten einige vorgeschlagene Komponenten auf dem Objektiv die Hochfrequenz aufnehmen. Im Jahr 2016 zeigte eine Interscatter-Arbeit der University of Washington den ersten Wi-Fi-basierten Kontaktlinsen-Prototyp, der mit Datenraten von etwa 2-10 Mbit pro Sekunde direkt mit mobilen Geräten wie Smartphones kommunizieren kann.
Ein bisschen Geschichte dahinter ist, dass seine Entwicklung in den 1990er Jahren begann. Die Sandia National Laboratories entwickelten einige experimentelle Versionen dieser Art von Geräten. Das hat so viel Elektronik und Möglichkeiten in den Bereichen, die das Auge nicht sieht.

Kontaktlinse
Ein Blick in die Zukunft: Die Hochfrequenz-Energieübertragung und Solarzellen werden in die bionische Augenkontaktlinse eingebettet. Eine Wi-Fi-fähige Kontaktlinse ist das jüngste Werk der Augmented-Reality-Kombination in der Kontaktlinse.
Während 2011 versucht wurde, einen funktionalen Prototypen zusammen mit einer Antenne mit drahtlosem Charakter und einem Einzelpixel-Display auch praktisch in diese Formen von Kontaktlinsen aufzunehmen. Und die bisherigen Prototypen haben wiederholt bewiesen, dass es eine Möglichkeit gibt, eine biologisch sichere Linse zu schaffen, die die Sicht einer Person nicht stört. An der Testfront wurden diese Linsen bis zu 15 bis 20 Minuten lang an Kaninchen getestet, und diese Tiere zeigten keine Probleme.

Google Kontaktlinsen

Am 16. Januar 2014 kündigte Google Kontaktlinsen ein intelligentes Linsenprojekt an. Dieses Projekt zielte darauf ab, Menschen mit Diabetes zu helfen, indem ihr Glukosespiegel in ihren Tränen gemessen wurde. Die Linse hat einen drahtlosen Chip und einen sehr kleinen Glukosesensor. Ein winziges Loch in den Linsen wird gemacht, damit die Tränenflüssigkeit in den Sensor sickern kann, um den Blutzuckerspiegel zu messen. Diese Sensoren sind zwischen den beiden weichen Schichten des Linsenmaterials eingebettet. Es hat eine drahtlose Antenne in der Kontaktlinse, die dünner ist als das Haar eines Menschen. Dies fungiert insbesondere als Controller, der Informationen an die drahtlose Antennenvorrichtung kommuniziert.
Dieser Controller sammelt, liest und analysiert Daten, die über diese Antennen an das externe Gerät gesendet werden sollen. Die Stromversorgung dieses Geräts erfolgt über die RFID-Technologie.

Zukunft in die bionischen Technologien in den Displays

Zu den aufstrebenden Technologien gehören FED, Laser, OLED, QLET, TMOS und soweit die bildschirmlose bionische Kontaktlinse wie Head-Mounted Display, Optical Head-Mounted Display und Virtual ist; Netzhautanzeige. Einige andere Formen aufkommender Technologien in diesem Bereich sind Autostereoskopie, holografische Anzeige, flexible Anzeige, Anzeige mit mehreren Primärfarben und volumetrische Anzeige.

Bionische Architektur – Ein Rückblick

Bionische Architektur

Der Begriff bionische Architektur lässt sich grob mit einer zeitgenössischen Bewegung übersetzen, die die Verhaltens-, physiologischen und strukturellen Anpassungen biologischer Organismen untersucht. Sie werden als Inspirationsquelle für den Bau spezifischer unkonventioneller Entwürfe und ausdrucksstarker Gebäude aufbewahrt.
Es wurde festgestellt, dass sich diese Strukturen an ihre innere Umgebung anpassen, basierend auf ihrer äußeren Umgebung und ihren Lebensräumen, wie z. B. Wetter- und Temperaturänderungen oder Schwankungen darin.
Dieser Architekturstil gibt es seit dem frühen 18. Jahrhundert, und er nahm erst im frühen 21. Jahrhundert an Fahrt auf. Dies führte dazu, dass die Gesellschaften von ihrer anthropozentrischen Umwelt weggeführt wurden, indem sie die Schaffung von Landschaften zuließen, die eine harmonische Beziehung zwischen der Gemeinschaft und der Natur ermöglichen.

Architektur
Dies wird erreicht, indem die komplexen Beziehungen zwischen Form, Material und Struktur analysiert und bewertet werden, um die Nachhaltigkeit in der Umwelt zu gewährleisten.

 

Die Geschichte der bionischen Architektur

Der Begriff Bionik setzt sich aus dem griechischen Wort „bios“ für Leben und dem englischen Wort „technic“ für „studieren“ zusammen. Diese Kombination bildete die Bionik, die Technologien in Lebensformen überträgt. Der Begriff wurde schließlich von Jack Steele und einem sowjetischen Wissenschaftler Otto Schmitt während eines Astronomenprojekts geprägt. Beide Forscher erkannten das Konzept der Bionik als “die Wissenschaft von Systemen, die auf Lebewesen basieren”.
Diese Idee wurde später im Jahr 1997 von Janine Benyus erweitert, die den Begriff „Bio-Mimikry“ herausbrachte, der als „bewusste Nachahmung des Naturgenies“ bezeichnet wird.
Später im Jahr 1974 behauptete der Autor Victor Glushkov in dem Buch Enzyklopädie der Kybernetik, dass in den letzten Jahren eine neue wissenschaftliche Richtung entstehen würde, in der die Bionik mit der Architektur und den Gebäuden zusammenarbeiten würde, die ihr den Namen bionische Architekturen oder Architektur geben würden Bionik.
Durch die Verwendung von Pflanzenstängeln, Eierschalen und lebenden Blattnerven stellen Ingenieure langlebige und robuste architektonische Strukturen voller Schönheit her, wie Häuser, Kinos, Brücken usw. Schließlich entstand Ende der 1980er Jahre die Architekturbionik als Zweig der Architekturwissenschaft und üben. Viele Länder, einschließlich der UdSSR und mehrerer sozialistischer Länder, haben diese neu entstandene Technologie zur Schaffung nachhaltiger, umweltfreundlicher Strukturen eingeholt.

Verschiedene Formen bionischer Architektur:

Die dünne Schalenstruktur ist von Krustentieren und Schädeln inspiriert und ebnet für ihre Fähigkeit, innere Kräfte über ihre Oberfläche zu verteilen.
Eine bogenförmige Struktur, die von der Wirbelsäule von Tieren inspiriert ist und dadurch ein robusteres, steiferes und steiferes Gebäude schafft
Die Puffing-Struktur wurde von pflanzlichen und tierischen Zellen inspiriert und wird hauptsächlich für ästhetische Zwecke verwendet.
Die Spiralstruktur wurde wiederum durch Kochbananenblätter und ihre Fähigkeit, das Sonnenlicht zu regulieren, motiviert. Gebäude, die nach dieser Architekturform entworfen wurden, haben viel Sonne in sich.

Vorteile der bionischen Architektur

Der bedeutendste Vorteil dieser Art von Architektur ist ihre Nachhaltigkeit aufgrund der Abhängigkeit von nachwachsenden Materialien.
Dies wiederum ermöglicht erhebliche monetäre Einsparungen durch eine Steigerung der Energieeffizienz.

Bionische Architektur

Nachteile der bionischen Architektur

Diese Arten von Architekturen werden stark dafür kritisiert, dass sie aufgrund ihrer Tendenz, übermäßig technisch zu sein, schwer zu warten sind.

Zukunft der bionischen Architektur:

Dies kann für den Bau von Ocean Scraper 2050 verwendet werden, das Gebäude auf Ozeanen schwimmen lässt, indem es den Auftrieb von Eisbergen und Formen verschiedener Organismen nutzt.
Das Supercenter Beehive-Konzept untersucht die Möglichkeit, ein Gebiet zu schaffen, das weniger Zeit für die Reise zwischen den Orten benötigt und somit den CO2-Fußabdruck verringert.
Und viele weitere solcher High-End-Projekte können in Kürze gesucht werden.

Bionic: Eine Kunst der künstlichen Organsynthese und -implantation 2

Künstliches Organ

Dies ist eine Fortsetzung des ersten Artikels, in dem wir die verschiedenen künstlichen Organe besprochen haben, die sich in der Forschungs- und Versuchsphase befinden. Einige davon müssen betrachtet werden, also lassen Sie uns eintauchen.

Das Herz

In Fällen, in denen das Herz, seine Klappen und ein anderer Teil des Kreislaufsystems nicht intakt sind, werden kardiovaskuläre künstliche Organe verwendet. Diese werden normalerweise verwendet, um die Zeit bis zur Herztransplantation zu überbrücken und in einigen Fällen das Herz dauerhaft zu ersetzen, falls eine Herztransplantation als unwahrscheinlich oder sogar unmöglich erachtet wird.
Künstliche Herzschrittmacher sind eine andere Form von kardiovaskulären Geräten, die implantiert werden können, um das natürliche Leben intermittierend oder kontinuierlich zu verbessern, indem sie den natürlichen Herzschrittmacher nach Bedarf vollständig erhöhen oder umgehen.
Ventrikuläre sind die Geräte, die als mechanische Kreislaufgeräte unterstützen, die manchmal die Funktion eines vollständig versagenden Herzens vollständig oder teilweise ersetzen, ohne dass das Herz selbst entfernt wird.
Es gibt im Labor gezüchtete Herzen und 3D-gedruckte Herzen, die ebenfalls erforscht werden. Und heutzutage sind Wissenschaftler in ihrer Fähigkeit, Herzen zu züchten, eingeschränkt, da es schwierig ist, Blutgefäße dazu zu bringen, kohäsiv mit den im Labor hergestellten Geweben zusammenzuarbeiten.

versagendes Herz

Das Ohr

In Fällen, in denen festgestellt wird, dass die Person stark taub ist oder schwere Hörprobleme auf beiden Ohren hat, kann ein Cochlea-Implantat chirurgisch in die Ohren implantiert werden. Dabei umgehen die Implantate das periphere Gehör oder den größten Teil davon, während sie über ein Mikrofon und einen Teil der Elektronik, die sich im Allgemeinen hinter den Ohren auf der Außenseite der Haut befinden, ein Klanggefühl vermitteln.
Diese externen Komponenten übertragen Signale an die Cochlea, die den Cochlea-Nerv stimulieren.
Während bei einem Außenohrtrauma eine kraniofaziale Prothese erforderlich sein kann, baute Thomas Cervantes mit seinen Kollegen vom Krankenhaus in Massachusetts ein künstliches Ohr aus Schafsknorpeln und führte viele Berechnungen durch und schaffte es, ein Ohr zu modellieren, das wie ein typisch menschliches geformt ist. Obwohl sie es mit Hilfe eines plastischen Chirurgen viele Male wiederholen mussten, damit es dem natürlichen menschlichen Ohr besser nachempfunden wurde. Die Forscher haben jetzt gesagt, dass die Technologie für klinische Studien entwickelt wird. Sie haben die wichtigsten Merkmale des Gerüsts neu gestaltet und hochskaliert, sodass es der Größe eines ausgewachsenen menschlichen Ohrs entspricht, um das ästhetische Erscheinungsbild nach der Implantation zu erhalten. Es wird gesagt, dass dies ein bedeutender Fortschritt sein könnte, da jedes Jahr Tausende von Kindern mit einer angeborenen Missbildung geboren werden, die wissenschaftlich als Mikrotie bekannt ist und bei der sich das äußere Ohr nicht vollständig entwickelt.

Die Lungen

Ann Arbor Firma MC3 arbeitet derzeit an einem Gerät, das in den kommenden Jahren ein großer Erfolg werden könnte. ECMO, die extrakorporale Membranoxygenierung, kann genutzt werden, um das Lungengewebe und das Herz erheblich zu entlasten. Ähnlich wie die extrakorporale CO2-Entfernung hat die ECCO2R eine ähnliche Form und kommt dem Patienten hauptsächlich durch die Kohlendioxidentfernung und nicht durch die Sauerstoffversorgung zugute, mit dem einzigen Ziel, die Lunge heilen und vollständig entspannen zu lassen.

Künstliche Haut – Ein Kollagengerüst, das sich regeneriert

Künstliche Haut

Dies ist ein Kollagengerüst, das beim Menschen die Regeneration der Haut startet. Dieser Begriff wurde Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre verwendet, um neue Behandlungen für ausgedehnte Verbrennungen bereitzustellen. Später fand man aber heraus, dass die Behandlung von sehr tiefen Hautwunden bei Menschen und erwachsenen Tieren eine Regeneration auf der Dermisebene bewirkt. Dieses wurde unter dem Namen Integra entwickelt und vermarktet und wird massiv bei Verbrennungspatienten während ihrer plastischen Hautoperationen und bei der Behandlung akuter Hautwunden eingesetzt. Künstliche Haut kann auch als flexibles Halbleitermaterial bezeichnet werden, das in der Lage ist, die Berührung von Menschen mit Prothesen wahrzunehmen.

Hautverluste

Traditionell wurden die erheblichen Hautverluste mit den Hauttransplantaten der Patienten oder Autotransplantaten oder einer nicht verwandten Leiche behandelt. Dieser Ansatz hatte jedoch den Nachteil, dass möglicherweise nicht genügend Haut vorhanden ist, was die Möglichkeit einer Abstoßung und auch einer Infektion ermöglicht. Aber bei Menschen, die drastisch verletzt wurden, ist es sogar schwierig, sie nur mit Autotransplantaten zu behandeln.

Zwar machen Narben manchmal interessant, jedoch wünschen sich die meisten Menschen eine Haut ohne Narben. Das hat mit dem generellen Aussehen und dem Wunsch nach Schönheit und Akzeptanz bei der Partnerwahl zu tun. Schöne Haut ist hier ein wesentlicher Faktor, die unterbewusst viel über die gesundheit und damit “Tauglichkeit” eines Partners aussagen kann, unabhängig ob es dabei um Sexdate kostenlos geht oder eine Partnerwahl zur Zeugung von Nachkommen (Käufer-Kompass).

Regeneration der Haut: ihre klinische Anwendung:

Dr. John Burke und Dr. Ioannis Yannas erfanden am Massachusetts Institute of Technology ein Verfahren zur Induktion der Hautregeneration. Ihr primäres Ziel war es, eine aufwändige Wundabdeckung zu finden, um die schwer verletzten Häute vor Infektionen durch beschleunigte Wundverschlüsse zu schützen, die während der Verletzungen gefunden wurden. Während mehrere Transplantate hergestellt und in einem Meerschweinchen-Tiermodell getestet wurden, bewiesen die späten 1970er Jahre, dass das ursprüngliche Ziel nicht erreicht wurde. Aber nach sorgfältiger Untersuchung histologischer Proben stellte sich heraus, dass der verzögerte Wundverschluss eine neue Dermis induziert und keine Narbe bildet, was das erwartete Ergebnis des natürlichen Wundheilungsprozesses ist. Später führte dies zur Herstellung von Transplantaten, die in klinischen Studien evaluiert wurden. Später in den 1981er Jahren lieferten Yannas und Burke erneut den Beweis, dass die künstliche Haut bei Patienten mit 50 bis 90 Prozent der Verbrennungen funktionierte und die Heilungschancen und die Lebensqualität verbesserte.
Heute ist der Mechanismus der Regeneration durch aktives Kollagen weitgehend geklärt. Es wurde spekuliert, dass eine ausreichende Anzahl von Zellen, die Myofibroblasten auf der Gerüstoberfläche sind, erforderlich ist, um die Hautregeneration selbst in Gegenwart dieses Gerüsts zu fördern.

künstliche Haut

Laufende Forschung:

Es wird kontinuierlich an künstlicher Haut geforscht. Neue Technologien wie autologe Sprühhaut wurden in der Hoffnung getestet, den Heilungsprozess zu beschleunigen und die Narbenbildung zu minimieren. Auch das Institut für Grenzflächen- und Biotechnologie unternimmt Schritte hin zu einem vollautomatisierten Verfahren zur Herstellung künstlicher Haut. Es ist eine zweischichtige Haut ohne Blutgefäße, mit der untersucht werden kann, wie genau die Haut mit Konsumgütern wie Medikamenten und anderen Kosmetikprodukten interagiert. Eine weitere künstliche Haut auf der Suche besteht aus flexiblen Halbleitermaterialien, die die Berührung von Menschen mit Prothesen wahrnehmen können.

Ein bionischer Ansatz: Künstliches automatisiertes Insulinabgabesystem

Automatisiertes Insulin

Dies sind die automatisierten künstlichen Verabreichungssysteme, die automatisiert oder manchmal halbautomatisch sind und entwickelt wurden, um Menschen mit Typ-1-Diabetes in erster Linie durch Anpassung der Insulinabgabe zu helfen, um ihnen zu helfen, ihren Blutzuckerspiegel zu regulieren. Ab Oktober 2020 können die verfügbaren Systeme ein einzelnes Hormon abgeben, nämlich Insulin. Während andere Systeme, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, darauf abzielen, mehr Hormone bereitzustellen, wie die endokrine Funktion einer gesunden Bauchspeicheldrüse.

Glukagon und Insulin
Die Inselzellen stellen diese endokrinen Funktionen bereit, die die Hormone Glukagon und Insulin produzieren. Die Technologie für diese künstliche Bauchspeicheldrüse übersetzt diese Hormonsekretion in den Blutkreislauf für die sich ändernden Blutglykogenspiegel des Körpers. Es ist wichtig, einen ausgeglichenen Zuckerspiegel für das reibungslose Funktionieren der Nieren, des Gehirns und der Leber aufrechtzuerhalten. Und das ist entscheidend für Patienten mit Typ-1-Diabetes.
Das allererste automatisierte Insulinabgabesystem hieß Biostator. Es gibt verschiedene Klassen, in denen die Systeme helfen. Die ersten veröffentlichten Systeme – Suspend-Systeme – können die Insulinabgabe nur stoppen, im Gegensatz zu den Schleifensystemen, die die Insulinabgabe sowohl nach oben als auch nach unten modulieren können.

Die Schwelle setzt das System aus:

Die Schwellenunterbrechungssysteme sind eine Form der einfachsten Automatisierung der Insulinabgabe, die den kontinuierlichen Insulinfluss aus einer Pumpe anhält. Ein CGM-Bericht informiert dann über den Glukosespiegel unter einem bereits festgelegten Schwellenwert. Die anhaltende Basalabgabe unterbricht die reguläre vorprogrammierte Abgaberate. I Es entfernt das bereits infundierte Insulin. Dies führt dazu, dass die Gesamteffizienz der Schwellensuspensionssysteme aufgrund ihrer relativ langsamen Kinetik des abgegebenen Insulins begrenzt ist.

Der prädiktive niedrige Glukosewert wird ausgesetzt:

Diese prädiktive Suspension mit niedrigem Glukosegehalt ist ein Fortschritt gegenüber den Schwellensystemen. Die PLGS-Systeme verwenden ein Modell, um zukünftige Blutzuckerwerte basierend auf den vergangenen Messwerten des CGM vorherzusagen. All dies ermöglicht es dem System, die Insulinabgabe bis zu einer Stunde oder so Minuten vor einem hypoglykämischen Ereignis zu unterbrechen. Dadurch kann die zusätzliche Zeit für die langsame Kinetik des Insulins widergespiegelt werden, dass die Insulinabgabe unterbrochen wurde.

Glukosemonitor

Der Hybrid-Closed-Loop

Die HCL us-Systeme erweitern die Fähigkeiten der prädiktiven Low-Glucose-Suspend-Systeme, indem sie die Basalinsulinraten als Reaktion auf die Werte des Glukosemonitors sowohl nach oben als auch nach unten anpassen. Zusätzlich zu diesem System hat das fortschrittliche Hybrid-Closed-Loop-System die Fähigkeit, das Insulin abzugeben, das für erhöhte Zuckerspiegel korrigiert werden soll.
Die deutlichsten und wichtigsten Komponenten sind ein kontinuierlicher Glukosemonitor zur Überwachung des Blutzuckerspiegels, eine Pumpe für den Insulinfluss und ein Algorithmus, der die Informationen aus dem CGM verwendet, um speziell erforderliche Befehle an die Pumpe zu senden.
Die Food and Drug Administration hat die schnelle Zulassung dieser Komponenten in den Vereinigten Staaten ermöglicht.

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