中國北京，2024年12月4日訊 —— 通(tong)常(chang)，我(wo)們(men)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)識(shi)別(bie)人(ren)體(ti)發(fa)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)來(lai)控(kong)製(zhi)假(jia)肢(zhi)。目(mu)前(qian)

，通(tong)過(guo)植(zhi)入(ru)電(dian)極(ji)的(de)方(fang)式(shi)控(kong)製(zhi)假(jia)肢(zhi)是(shi)最(zui)為(wei)普(pu)遍(bian)的(de)技(ji)術(shu)。然(ran)而(er)，這(zhe)種(zhong)侵(qin)入(ru)式(shi)方(fang)法(fa)很(hen)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)電(dian)極(ji)的(de)退(tui)化(hua)或(huo)移(yi)位(wei)。位(wei)於(yu)德(de)國(guo)斯(si)圖(tu)加(jia)特(te)的(de)多(duo)學(xue)科(ke)聯(lian)合(he)體(ti) QHMI yanfaleyizhongquanxindefangfa，tamentongguoliangzichuanganqijianceweixiaoqiekuaisudeshenjingxinhao。lingmindeliangzicilijibeizhiyutiwai，tongguopifushixianshenjingxinhaodeceliang。muqian
，kexuejiamenzhengzaishiyongSpectrum 儀器所提供的超高速數字化儀(M5i.3357)以及任意波形發生器(M4x.6631)對信號進行建模，並最終設計出所需的專用集成電路（ASIC）和光子集成電路（PIC）。

圖（一）移動假肢新方式，通過皮膚上的量子傳感器代替了體內的電極

斯圖加特大學“Cluster4Future QSens”項目負責人兼QHMI聯盟資深科學家Jens Anders表示：“這是量子傳感器探針在現實生活中的首次應用。因為肌肉在10至100皮特（picoTeslas）之間的磁場比地球磁場小6個ge數shu量liang級ji。迄qi今jin為wei止zhi，還hai沒mei有you任ren何he方fang法fa能neng夠gou以yi非fei侵qin入ru性xing的de方fang式shi檢jian測ce出chu肌ji肉rou中zhong如ru此ci微wei小xiao的de磁ci變bian化hua。測ce試shi表biao明ming
，我wo們men傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du
，足zu以yi通tong過guo皮pi膚fu檢jian測ce到dao肌ji肉rou中zhong的de神shen經jing信xin號hao。理li論lun上shang來lai說shuo，諸zhu如ru神shen經jing信xin號hao較jiao少shao的de上shang臂bi肌ji肉rou也ye同tong樣yang適shi用yong。目mu前qian，我wo們men正zheng在zai努nu力li提ti升sheng傳chuan感gan器qi對dui飛fei米mi（femtoTesla）級別磁場變化的靈敏度，從而在不破壞皮膚的情況下探測到大腦中的信號。”

這項技術的核心是一個由鑽石薄片製成的光學檢測磁共振（ODMR）裝置。鑽石中摻入了含有淨電子自旋的氮空位中心（NV 中心）。因yin此ci
，其qi作zuo用yong就jiu如ru同tong微wei小xiao的de條tiao形xing磁ci鐵tie。當dang綠lv色se激ji光guang照zhao上shang時shi，就jiu會hui發fa出chu紅hong色se熒ying光guang信xin號hao。通tong過guo加jia入ru適shi當dang的de微wei波bo磁ci場chang，這zhe種zhong熒ying光guang信xin號hao就jiu會hui對dui外wai部bu磁ci場chang表biao現xian得de非fei常chang敏min感gan
，可ke以yi用yong來lai精jing準zhun測ce量liang神shen經jing信xin號hao。

圖（二）帶有定製化集成電路和量子傳感器的測試PCB

圖（三）用顯微鏡測試PCB上的ASIC

控製氮空位中心自旋所需的微波磁場是由合適的線圈產生，並由微波發射器驅動。這個發射器的基帶信號由任意波形發生器（AWG）產chan生sheng，以yi提ti供gong所suo需xu的de載zai波bo信xin號hao相xiang位wei和he幅fu度du調tiao製zhi，使shi激ji發fa信xin號hao在zai理li想xiang的de實shi驗yan條tiao件jian下xia更geng加jia穩wen定ding。隨sui後hou，帶dai有you神shen經jing磁ci場chang信xin息xi的de熒ying光guang信xin號hao會hui由you光guang電dian二er極ji管guan捕bu獲huo


、放大
、濾波和數字化，以便進行高級信號處理。

Spectrum儀(yi)器(qi)公(gong)司(si)的(de)產(chan)品(pin)能(neng)夠(gou)在(zai)眾(zhong)多(duo)競(jing)品(pin)中(zhong)多(duo)穎(ying)而(er)出(chu)的(de)原(yuan)因(yin)有(you)很(hen)多(duo)。首(shou)先(xian)，它(ta)們(men)具(ju)備(bei)極(ji)高(gao)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)且(qie)噪(zao)音(yin)性(xing)能(neng)表(biao)現(xian)極(ji)佳(jia)，這(zhe)對(dui)於(yu)捕(bu)捉(zhuo)微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。其(qi)次(ci)
，產(chan)品(pin)速(su)度(du)非(fei)常(chang)快(kuai)，能(neng)夠(gou)捕(bu)捉(zhuo)與(yu)高(gao)級(ji)脈(mai)衝(chong)激(ji)發(fa)方(fang)案(an)相(xiang)關(guan)的(de)快(kuai)速(su)信(xin)號(hao)，這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)帶(dai)寬(kuan)至(zhi)少(shao)超(chao)過(guo)100 MHz以上。第三，從性能與價格的角度來看
，Spectrum儀yi器qi的de產chan品pin具ju有you極ji高gao的de性xing價jia比bi。最zui後hou，高gao於yu行xing業ye基ji準zhun的de五wu年nian質zhi保bao更geng加jia令ling人ren放fang心xin。一yi般ban來lai講jiang，如ru果guo研yan究jiu中zhong的de組zu件jian在zai五wu年nian內nei損sun壞huai，很hen難nan獲huo得de資zi金jin來lai更geng換huan故gu障zhang設she備bei。

M5i.3357數字化儀旗艦產品，采樣率為10 GS/s，分辨率為12位
暢銷產品AWG M4x.6631
，輸出率為1.25 GS/s，分辨率為16位

目前，量子傳感器探頭約為一個火柴盒大小。未來，其體積將縮小至1立li方fang厘li米mi左zuo右you，並bing將jiang與yu電dian子zi處chu理li器qi和he電dian池chi共gong同tong置zhi放fang於yu一yi個ge大da號hao火huo柴chai盒he大da小xiao的de控kong製zhi盒he中zhong。其qi目mu標biao是shi通tong過guo微wei電dian子zi和he光guang子zi集ji成cheng技ji術shu進jin一yi步bu縮suo小xiao控kong製zhi盒he，延yan長chang電dian池chi壽shou命ming，使shi設she備bei電dian池chi的de使shi用yong時shi間jian能neng夠gou長chang達da一yi天tian。該gai係xi列lie假jia肢zhi預yu計ji在zai未wei來lai3、4年可投入使用。

圖二與圖三版權均為斯圖加特大學Max Kovalenko所有

關於Spectrum儀器

Spectrum儀器公司成立於1989年，采用獨特的模塊化理念設計和生產了200多種數字化儀和發生器產品
，其中包括PC卡（PCIe和PXIe）以及獨立的以太網設備（LXI）。三十多年來
，Spectrum儀器的客戶遍布全球，產品也被眾多行業的領軍企業和知名大學使用。Spectrum儀器總部位於德國漢堡附近，旗下產品均享受5年質保以及來自工程師團隊的卓越服務。更多詳情，請訪問公司官網www.spectrum-instrumentation.com 。