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帕金森氏症福音! 清大開發全球最小AI偵測晶片

【發布日期】:2019-07-04

【新聞來源】:自由時報

清華大學電子工程研究所教授陳新團隊開發出可應用於帕金森式症、失智症和憂鬱症等神經醫學研究的微型無線晶片。

 

清大教授陳新團隊開發出全球最小、可無線傳輸、無線充電的神經晶片,將可應用於帕金森氏症治療,不到小拇指指甲大小的晶片,可以結合AI演算法,自動偵測腦波異常訊號,精準執行電刺激。

科技部從2017年起推動「產學研發聯盟合作計畫」(REAL計畫),由國內半導體領域產業界累計投入2億3000萬元,科技部投入1.16億元,讓產業界和學界合作進行前瞻技術研究和高階研發人才培育,科技部今天舉行成果記者會,科技部表示,REAL計畫幫助搶攻半導體業30億產值,其中有交大團隊突破晶片封裝瓶頸,還有清大團隊打造神經醫材。

清華大學電子工程研究所教授陳新團隊開發出可應用於帕金森式症、失智症和憂鬱症等神經醫學研究的微型無線晶片,不但可以記錄神經活動、刺激神經,還能無線傳輸資料與電力,晶片控制系統還能自動學習判讀腦部異常的神經活動,調整刺激大小和頻率,達到個人化精準醫療。

陳新表示,原本帕金森氏症的治療方式需要將電池放進胸腔,然後對特定腦部區域進行電刺激,但是電池大小大概有半個拳頭大,導致植入時手術耗時而且過於侵入,加上電池需要充電,當電池到達使用年限需要充電時,病患又要承受二度侵入性開刀手術,讓病人風險加倍。

陳新指出,團隊開發出來的晶片,只要配合線圈植入大腦頭皮下,並連結植入腦部特定位置的微電極,就能對腦部進行深層刺激,只需要透過無線供電,不用擔心還要二度開刀,還可以用無線方式傳出資料。

陳新表示,傳統方式會持續刺激腦部,可能誘發副作用,例如干擾記憶、認知和睡眠,但是他們的晶片系統可以做到閉環式刺激,看到神經異常活動訊號才觸發刺激,搭配體外診療控制器,即時執行人工智慧演算法,可在前144毫秒訊號中預測未來500毫秒神經訊號,進一步在腦波發生異常時完成自動偵測並觸發刺激。

陳新團隊開發的晶片長寬只有0.5公分,本來傳統的電池長寬大概是5公分、3公分,陳新說,目前全球都在開發晶片式的刺激系統,但是目前只有他們能做到這麼小,這項技術今年5月與生奕科技合作,開發出生訊儀智慧型無線神經調控器,獲得台北國際電腦展創新設計獎,預計今年就可能進入動物實驗階段。

而交通大學材料科學與工程學系教授陳智研究團隊,則開發出奈米雙晶銅導線,陳智表示,未來AI晶片需要強度和韌性更高的銅導線來應用於封裝,他們和添鴻科技合作開發的奈米雙晶銅電鍍添加劑,可以成功控制電鍍銅線的微結構,讓強度達到跟鋼鐵一樣的等級,通電壽命更是使用一般市面添加劑銅線的4到10倍。

陳智指出,過去添加劑都只能向國外購買,他們是第一個本土開發出來的添加劑,而且奈米雙晶銅的材料結構更是國外還沒有人開發出來的,具有高熱穩定性和高韌性,可以耐溫攝氏250度達3小時,目前已經進入量產,聯發科也加入合作行列。

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