Моделирование миниатюрной фазированной решётки в нейро-стимулирующих имплантантах
В этой заметке основной рассматриваемой версией программирования действий и речи человека является миниатюрный имплантируемый нейростимулятор, основанный на кубике полупроводниковой фазированной решётки для управления лучом и активации фазированной решётки внешней радиочастотой, с откликом на эту радиочастоту. Такое устройство может умещаться в размер нескольких миллиметров, что согласуется и со снимками кибернетических имплантантов и с научными статьями, описывающими имплантируемые фазированные решётки с активизацией внешней радиочастотой.
Для подтверждения существования такой схемы управления лучом и для изучения этой схемы был проведён численный эксперимент, в котором моделировалась схема управления лучом ультразвука, с размером схемы два с половиной на два с половиной сантиметра. Моделируемую фазированную решётку составляли 9 пьезоэлементов с круговым излучением, и 9 фазовращателей, обеспечивающих опережение или отставание фазы. В программе модель состояла из матрицы 3x3 источников ультразвука со сферической диаграммой направленности, матрицы их частот и матрицы их фаз. Программа перерисовывала несколько раз в секунду распределение поля около этих источников, позволяла задавать сдвиги фаз источников, их частоты и скорость распространения звука в тканях организма человека. Эскперимент подтвердил такие схемы управления лучом, продемонстрировав смещение луча влево и вправо при помощи задания сдвига фазы на элементах, повороты луча на 40, 45 и 90 градусов, включение и выключение луча.
В общем виде для управления лучом в пространстве фазированная решётка может представлять собой кубик элементов-излучателей, в программе представляющийся как трёхмерный массив. Для включения луча в массиве фаз, фазами 180 градусов заполняется линия. Смещение этой линии в массиве приводит к смещению физического луча. Поворот линии заполнения в массиве приводит почти к такому-же повороту луча. Смещая или поворачивая в массиве линию ненулевых фаз со значениями 180, приходим к смещению или повороту результирующего луча фазированной решётки. Эти результаты справедливы для решёток правильной формы: матрицы NxN для управления лучом в плоскости и кубика NxNxN для управления лучом в пространстве.
Фазированная решётка выдаёт луч при тщательно подобранных частотах, зависящих от скорости распространения поля в пробиваемой среде. Так, моделируемая решётка дала лучи на частотах 20 кГц при скорости распространения звука в организме 1530 м/с. Диапазон изменения фаз для управления лучом составил интервал от -180 до 180 градусов.
Реалистичная картина создания нервных импульсов в НС человека состоит в полупроводниковой решётке с малым шагом поворота луча, малым шагом смещения луча, малой расходимостью луча и компьютерным управлением имплантантом, занимающимся стимуляцией видимых нервов или даже нервных волокон. В этой схеме, не анализирующей потенциалы и биологические поля биотоков, анализируется пробегание цветовых пятен по нервам или нервным волокнам и схема должна также получать и передавать на компьютер изображение нервной системы. Но ведь попадание лучом в нерв или нервное волокно невозможно без его изображения, поэтому такая функция почти наверняка есть и в имплантанте, и в программном обеспечении сервера или терминала оператора.
Ниже приводятся, как подтверждения, скриншоты управления лучом при помощи задания сдвигов фаз в фазированной решётке 3 x 3 элемента. Решётка 2.5 x 2.5 см находится посредине и не видна на изображении, масштаб реальный. Подразумеваются источники сферического звучания с уравнением звуковой волны S(x, y) = A * sin(wt - kr + phase)
ЛУЧ ПО ЦЕНТРУ
ЛУЧ СЛЕВА
ЛУЧ СПРАВА
ЛУЧ ПОВЁРНУТ ВПРАВО НА 40 ГРАДУСОВ
ЛУЧ ПОВЁРНУТ НА 90 ГРАДУСОВ
УМЕНЬШЕНИЕ РЕШЁТКИ В 10 РАЗ ПРИВОДИТ К УТОНЧЕНИЮ ЛУЧА - ВОЗМОЖНОСТЬ СТИМУЛЯЦИИ НЕЙРО-ВОЛОКНА А НЕ ЦЕЛОГО НЕРВА
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ БЫСТРО НАШЁЛ ФАЗЫ ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЛУЧА В ЛЕВЫЙ ВЕРХНИЙ УГОЛ
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ НАШЁЛ ФАЗЫ ДЛЯ ЛУЧА В ПРАВЫЙ ВЕРХНИЙ УГОЛ
Для создания нужной силы поля или мощности ультразвука в пятне или в пятнышке, используется пересечение лучей двух или более решёток. Итак, эта статья полностью подтвердила схемы управления лучом на фазированных решётках и помогла достаточно хорошо разобраться в таких схемах.