科幻劇《無敵金剛》（The Six MillionDollar Man）搬上電視熒屏距今已差不多有40年時間，隨著現代電子技術與納米技術、高級植入技術、太陽能與光能設備，以及醫(yī)學與生物學領域傳感器重要發(fā)展的融合，科學幻想正在成為現實?？茖W創(chuàng)新催生了增強和代替人體器官的基于傳感器的電子設備。這些電子設備包括WBAN（無線體域網）以及增強或代替眼睛和耳朵的設備。本文第一部分描述了創(chuàng)新的傳感器技術，以及從傳感器直到微控制器的微型化、可植入以及無線電子接口方式。第二部分將討論肺、心臟和大腦。

傳感器與無線通信設備的發(fā)展使我們能夠設計出微型、高成本效益以及智能的生理傳感器結點。一個創(chuàng)新是可穿戴的健康監(jiān)控系統(tǒng)，如WBAN.針對這一技術的IEEE802.15.4標準規(guī)定了一個與醫(yī)療傳感器體域網絡相關的小功率低數據速率無線方案。2011年，意法半導體公司推出了自己的未來cyborg技術，包括傳感器和MEMS,以及iNEMO（慣性模塊評估板）結點（圖1）。

圖1,意法半導體公司開發(fā)了一些用于個人與診斷的傳感器應用

在這一領域的其它供應商中，Analog Devices也提供了一些先進的活動監(jiān)控解決方案，以及傳感器接口元件，而德州儀器公司提供了一個帶Tmote Sky的開發(fā)套件，這是下一代的mote平臺，即針對極低功耗、高數據速率傳感器網絡應用的遠程平臺，有容錯和易于開發(fā)的雙重設計目標。TI公司的Tmote Sky套件號稱有10KB的片上RAM（所有mote中的最大容量），IEEE 802.15.4射頻，以及一個125m作用范圍的集成板載天線。

幫助盲人重見光明

視網膜修復技術可以幫助患視網膜退化疾病，如可能致盲的黃斑變性的人群恢復視力（參考文獻1）。研究人員做了臨床植入研究，證明植入假體最終可彌補眼睛失去的功能，研究采用了一種植入物，包含一個15通道的激勵芯片、分立的電源元件，以及與眼睛外壁吻合的電源與數據接收線圈。波士頓視網膜植入項目的研究人員在一只豬的視網膜下區(qū)域植入了一個陣列，而大部分假體（一個鈦制的密封電子組件盒）則附著在鞏膜的外表面，或眼白部分。盒中伸出一個螺旋狀電極陣列，延伸至眼的顳上象限（圖2）。系統(tǒng)有一個外接的視頻捕捉單元，以及一個能向設備植入部分發(fā)送影像數據的發(fā)射機（圖3）。一只定制ASIC將圖像轉換為兩相的電流脈沖，其送至電極陣列的強度、周期以及頻率都是可編程的（圖4）。Minco公司也提供了針對植入體的先進柔性電路，有助于實現這一面向170萬遭受此類眼疾痛苦的人們的項目。

圖2,波士頓視網膜植入項目的研究人員在一頭豬的視網膜下區(qū)域植入了一個陣列，但把假體的大部分（一個鈦制的密封電子組件）裝在鞏膜的表面。

電極陣列從盒中蜿蜒而出，延伸到眼睛的顳上象限

圖3,此系統(tǒng)有外置的視頻捕捉單元，還有一個發(fā)射器，它以無線方式將圖像數據發(fā)送給植入的裝置

圖4,定制ASIC將圖像轉換為兩相的電流脈沖，對一個電極陣列其強度、周期與頻率都是可以編程設定的