植入物和微型機器最終可能會在我們體內工作，幫助治療疾病或監測活動，但讓它們進行交流卻很棘手。現在，EPFL 的科學家們開發出了一種系統，透過向患者的血液中釋放分子，設備可以進行交流。

生物醫學植入物在醫療保健中發揮關鍵作用，它可以監測心臟或大腦等器官的活動，而最近的研究正在探討奈米級機器人有朝一日如何在人體內遊動或爬行，以對抗疾病。但這些系統都有一個通訊問題。

在體內鋪設電線不僅不切實際，還會有感染風險。而無線電、光和藍牙等無線技術在人體組織中的傳播效率不高，大大限制了它們的傳播範圍。

現在，EPFL 的科學家們展示了一種名為生物分子通訊的概念驗證系統。其概念是透過向血液中釋放特定分子，讓微型或奈米機器人和植入物進行通訊–從基本意義上講，一個分子的存在可以被機器解釋為”1″，而沒有檢測到則代表” 0″。

「生物分子通訊已成為奈米植入物聯網的最合適範例，」該研究的作者海瑟姆-哈薩尼赫（Haitham Al Hassanieh）說。”這是一個令人難以置信的想法，我們可以通過將數據編碼到分子中來發送數據，然後通過血液，我們可以與它們交流，指導它們去哪里以及何時釋放治療，就像激素一樣。”

EPFL 團隊的合成試驗台由模擬血管和心臟的管子和幫浦組成，利用四個發射器展示了分子通訊圖/EPFL

研究小組將電子網路技術，如資料包檢測、通道估計、編碼和解碼方案，應用到分子網路中。這有助於克服生物學帶來的問題，如通道不穩定、缺乏同步和回饋等。

研究人員在實驗室的合成循環系統上測試了這項技術，該系統由模擬血管和心臟的管道和幫浦組成。透過測試，他們發現這項技術可以同時與多達四個裝置傳輸分子訊號，其性能優於現有技術。

當然，實驗室測試的成功並不一定能轉化為現實生活中的人體使用，研究小組承認，在活體病人身上起作用的因素要多得多。不過，他們確實表示，這是向最終目標邁出的充滿希望的第一步。其他科學家已經成功地在人體組織中透過離子交換傳輸資料。

這項研究已在今年9 月舉行的ACM SIGCOMM 2023 大會上發表。