^＊1”我们向斯坦福大学副教授 Ada Poon 询问了她的目标和前景，她开发了一种米粒大小的胶囊装置。

瞄准米粒大小的治疗装置

── 您似乎正在研究利用微波为植入体内的起搏器等设备提供动力。是什么促使您开始这项研究的？

我在回到大学之前曾在工业界工作过。在进入大学之前的研究中，我正在研究毫米波通信，称为 80211ad 标准，用于高数据速率无线通信。我们正在开发IEEE 80211ad标准IC芯片，以便首次将毫米波CMOS电路投入实际使用以供消费者使用，但遗憾的是我们无法将其商业化。那是在2004年底，所以我认为现在还为时过早。由于这样的背景，我之后就不想再继续做消费电子产品了。^＊2。

当时，我得知父亲患有癌症，所以我放弃了消费电子产品，回到了大学。就在那时，我决定从事医疗电子行业。它也是用于治疗而非诊断的医疗电子产品。

我想，如果我们能够制造出一种超小型治疗装置，我们就可以在尽可能靠近受影响区域的地方对其进行治疗。使用药物的常规治疗将化学活性转化为生物活性并影响整个身体。但他认为，如果将电极装在微型治疗装置上，靠近患处进行局部治疗，就能减轻整个身体的负担。

我认为制造这么小的治疗装置应该不难。因为半导体芯片遵循摩尔定律^＊3进行，并且变得越来越小。相反，我认为治疗仪的问题在于电源，所以我重点关注这个。

我的背景是无线通信，所以我想到了无线电源。在无线通信中，无线电波的能量被调制并转换为信息，但也可以提取能量。到目前为止，我更关注数据而不是能量，但回到大学后，我将注意力转向能量，开始研究如何为人体内的电子设备提供能量。

── 与移动设备无线供电相同。

自 20 世纪 60 年代起就开始进行无线电源研究（参见本文开头），但研究范围是低频和近场^＊4一个早期的实际例子是电子牙刷的充电器。我们将它作为接收器线圈连接到牙刷上，但它有点太大了。它的大小与纽扣电池相同。大型电池和线圈不能用于制造可放置在体内的电子设备。我们的目标是将一个小型电子设备插入体内并从体外供电（图 1）。

[图 1]我们开发的超紧凑型起搏器（左）直径仅为 2 毫米，因此可装入直径 3 毫米的导管
右边那个大的是一个普通的起搏器。摄影：森田惠理

为了将极小的无线电源投入实际使用，我研究了通信理论，以了解可以无线发送多少信息。以及香农的通信容量极限^＊5上限由通过通信通道的数据量决定，在通信中，在一定的S/N（信噪比）比下，一次可以传输的数据量是有限制的。数据速率限制是信噪比 x 带宽（每秒可以发送的位数），因此了解此限制可以让您继续改进以实现该目标。

我想研究无线电波进入人体的极限，类似于香农极限。为了找出使用体外线圈的近场感应耦合可以将多少功率发送到体内的小型设备，我们决定分析数据并找到上限。这是与寻找香农极限类似的技术，但实际上更复杂一些。