Change search
ExportLink to record
Permanent link

Direct link
BETA

Project

Project type/Form of grant
Project grant
Title [sv]
Säker och tillförlitlig backscatter i kroppen
Title [en]
Secure and Reliable In-body Backscatter
Abstract [sv]
Medicinska implantat samlar in viktig information om patientens hälsostatus, utför målinriktad läkemedelsleverans och ersätter icke-fungerande organ med konstgjorda. Allt eftersom befolkningen åldras och ett allt större antal människor lider av flera sjukdomar förväntar vi oss att antalet patienter med fler än ett medicinska implantat kommer att öka snabbt. Medan dessa implantat idag fungerar oberoende, möjliggör sammankopplandet av dem i nätverk nya applikationer som till exempel distribuerade reglerloopar där implantat mäter kritiska parametrar i en del av kroppen för att kontrollera läkemedelsleveransen i andra delar.Vi har nyligen tagit fram ett nytt banbrytande sätt att använda radiofrekvensbaserad kommunikation genom fettvävnad i kroppen för att sammankoppla implantat i nätverk. Denna metod möjliggör högre datahastigheter än konventionella metoder för kroppskommunikation vilket kan lägga grunden för nya tillämpningar som till exempel hjärn-till-maskin-gränssnitt. Att nätverka implantat i kroppen kräver emellertid energi för kommunikation och i synnerhet för att generera radiovågor för trådlös överföring av data.  Backscatter är en ny och lovande teknik som undviker den relativt höga energiförbrukning som generering av radiovågor medför genom att istället reflektera befintliga radiovågor. Genom att styra hur signalerna reflekteras kan man skicka “1” genom full reflektering, eller “0” genom att i stället absorbera radiovågen. Backscatter-kommunikation lägger ut generering av radiovågor till en extern enhet som är lättare att komma åt och ladda om. Det finns dock två stora utmaningar för att göra denna energieffektiva kommunikationsteknik livskraftig och användbar i den utmanande miljö en människokropp utgör: tillförlitlighet eftersom de signalerna som har reflekteras är svaga och lätt kan gå förlorade, och säkerhet på grund av de resursbegränsningar som gör t.ex. autentisering utmanande.
Abstract [en]
Medical implants collect vital information about patients´ health status, perform targeted drug delivery and replace non-functioning organs with artificial ones.  As the population ages and an increasingly large number of people suffer from multiple diseases, we expect the number of patients with several medical implants to increase rapidly.  While today these implants operate independently, networking them enables novel applications such as distributed control loops where implants sense critical parameters in one part of the body to control drug delivery in other parts.  We have recently pioneered a novel approach of radio-frequency based communication through fat tissue to network implants. Our approach enables higher data rates than conventional methods for in-body communication making novel applications such as brain-to-machine interfaces possible. Networking devices in the body, however, requires energy for communication and in particular to generate the radio waves for wireless transmissions. Backscatter communication avoids this by outsourcing the radio wave generation to an external device that is, e.g.,  easier to access and recharge. There are, however, two major challenges to make this energy-efficient communication technology viable and applicable in the challenging environment of a human body: reliability since the backscattered signals are inherently weak and security because of the resource-constraints that make, e.g., authentication challenging.
Principal InvestigatorVoigt, Thiemo
Augustine, Robin
Coordinating organisation
Uppsala University
Funder
Period
2022-01-01 - 2025-12-31
National Category
Computer Engineering
Identifiers
DiVA, id: project:8618Project, id: 2021-04968_VR

Search in DiVA

Computer Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar