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Battery-free artificial vision using photovoltaic charge-shot circuit based retinal stimulator.

使用基于光伏充电电路的视网膜刺激器的无电池人工视觉。

基本信息

批准号：
21K12677
负责人：
澤畑博人
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Ibaraki National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12677/
关键词：
人工視覚網膜刺激光電効果多孔質カーボン電気二重層

项目摘要

網膜を電気的に刺激することで光を知覚させ視覚機能を代替する人工視覚システムのために、本研究では光入力によって駆動・制御することが可能な光起電力チャージショット回路を提案している。これまで試作検討してきた回路は、半導体フォトダイオードが受光した際に発生する微弱な電流（~5 μA）をコンデンサに充電し、光が遮断された際に瞬間的に放電することで網膜細胞や神経細胞を刺激するために十分な大きさの電流パルス（>100 μA）を発生させる仕組みで、マウスの坐骨神経を対象とした動物実験で実際の刺激効果を確認することに成功している。しかしながら、眼球内の網膜に適用して高密度多点刺激するためには、個々の回路を小型化する必要がある。その際、充電のために回路に搭載されたコンデンサが小型化する上での最大の妨げになっていた。そこで、コンデンサ部品を搭載せずに充電する機能を付加するために、刺激電極が持つ電気二重層による静電容量に着目した。電気二重層は、電極と電解質溶液との界面において電気化学的作用によって静電容量が発生する現象であり、特に、電極材料として多孔質カーボンを用いた際に面積当たり大きな静電容量を持つ。実験では、多孔質カーボンの粉末を金属線に接着した多孔質カーボン電極（PCE）を試作し、これを用いて新たな光起電力チャージショット回路を設計・試作した。回路受光部のフォトダイオードに入力光を点滅させて照射すると、入力光が照射から遮断された時点においてPCEから生理食塩水に88 μAの電流パルスが発生することが確認された。従って、コンデンサ部品を搭載せずとも大きな振幅の電流パルスを発生可能であることが実証され、回路の小型化への見通しを立てたことで提案技術による人工視覚システムの実現に近づけることができた。

The stimulation system of the network computer is aware that the phone can replace the manual device. In this study, it is possible to activate the electric power to test the circuit proposal. The device is used as a circuit device, the half-body device is sensitive to light, the current is weak (~ 5 μ A), the battery is charged, and the light screen is used to cut off the temperature in the blink of an air. the network cell is sensitive to the stimulation of the cell, and the stimulus is very large. (& gt (100 μ A) the health care team and the animal health team were very happy, and the animals were stimulated successfully. It is necessary to use high-density multipoint stimulation (HMPT) and two-loop miniaturization in the intraocular network. In the international market, we need to make sure that the circuit is designed to minimize the size of the circuit. The electric equipment and equipment parts are equipped with the power supply machine to increase the power supply and stimulate the electric power to keep the static capacity of the double-duty equipment of the electric power plant on the target. The role of electrical duplex and cathode electrolysis at the solution interface is related to the static capacity of the electrochemistry. the effects of porous materials and electrodes on the performance of porous materials are very important. This is followed by the use of a porous electrode (PCE) and a new device for optical power generation. The circuit design is used for testing. The light receiving part of the loop is required to inject the power light to illuminate the battery, and the input light is to cut off the PCE at the same time. The physiological water supply is 88 μ A, and the current current is used to make sure that it is safe. It is possible that the equipment and equipment of the equipment, equipment,