.Scientists map entire human gut at single cell resolution

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과학자들은 단일 세포 해상도로 전체 인간의 장을 매핑합니다

노스 캐롤라이나 대학 의료 토굴 상주 잔 세포의 단백질 MUC5b(빨간색); 모든 잔 세포에서 MUC2(녹색). 크레딧: UNC 의과대학 Magness Lab FEBRUARY 18, 2022

긴장하면 장에서 느낄 수 있습니다. 칠리를 먹으면 속이 메스꺼워질 수 있지만, 친구는 무엇이든 먹고 기분이 좋다. 이부프로펜은 부작용 없이 사탕처럼 터트릴 수 있지만 친구의 배에서 피가 나고 통증이 완화되지 않을 수 있습니다. 왜 이런거야? 빠른 대답은 우리 모두가 다르기 때문입니다. 다음 질문은 정확히 얼마나 다른지, 이러한 차이가 건강과 질병에 의미하는 바는 무엇입니까? 이에 답하는 것은 훨씬 더 어렵지만 Scott Magness 박사의 UNC 의과대학 연구실은 흥미로운 과학적 답을 밝히고 있습니다.

Magness 연구실은 처음으로 3명의 장기 기증자의 전체 인간 GI관을 사용하여 장의 모든 영역에서 세포 유형이 어떻게 다른지 보여주고 , 세포 기능 을 밝히고 , 이러한 세포와 개인 간의 유전자 발현 차이를 보여줍니다. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology 에 발표된 이 연구 는 장 건강의 여러 측면을 그 어느 때보다 더 정확한 방식으로 훨씬 더 정확한 방식으로 탐구할 수 있는 기회를 제공합니다. "우리 연구실은 영양소 흡수, 기생충 보호, 섭식 행동과 장 운동성을 조절하는 점액 및 호르몬 생성과 같은 중요한 과정에서 각 세포 유형의 기능에 대해 배우는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다."

UNC-NC 주립 생물의학 공학부 및 이 논문의 수석 저자. "우리는 또한 소화관 내벽이 수용체와 센서를 통해 환경과 상호 작용하는 방법과 약물이 다양한 세포 유형과 상호 작용할 수 있는 방법을 배웠습니다." 민감한 내장 성우가 설사, 구토, 장 출혈 및 기타 불쾌한 부수적 손상과 같은 가능한 부작용을 유쾌하게 읊는 전형적인 제약 상업 음성 해설을 생각해 보십시오. 음, Magness 연구실은 개별 세포, 기능, 위치 및 유전자 수준까지 이러한 부작용이 발생하는 이유를 이해하려고 시도하고 있습니다. 이 연구를 위해 Magness 연구실은 상피에 초점을 맞췄습니다. 즉, 내장과 결장 내부를 다른 모든 것과 분리하는 단세포 두꺼운 층입니다. 다른 세포 집단 및 미생물군과 마찬가지로 상피는 인간의 건강에 매우 중요하며 수년 동안 과학자들은 이를 탐구해 왔습니다. 그러나 지금까지 연구자들은 소화관의 일부, 일반적으로 결장이나 소장의 제한된 영역에서 쌀알 크기의 작은 생검만을 채취할 수 있었습니다.

Magness는 "이러한 탐사는 우주에서 미국을 바라보지만 매사추세츠, 오클라호마, 캘리포니아에서 무슨 일이 일어나고 있는지 조사하는 것과 같을 것"이라고 말했습니다. " 그 나라에 대해 정말로 배우기 위해 우리는 모든 것을 보고 싶습니다." Magness는 공동 제1저자이자 박사후 연구원인 Joseph Burclaff 박사와 대학원생인 Jarrett Bliton에게 의지했습니다. 둘 다 Magness 연구실의 연수생이었습니다. Burclaff는 "우리는 세포가 있는 위치를 식별할 뿐만 아니라 어떤 세포 유형이 무엇을, 왜 하는지 정확히 알고 싶어합니다."라고 말했습니다. "따라서 지도 비유에 머물면서 우리는 '오, 노스캐롤라이나가 있다'고 말하고 싶지 않습니다. 우리는 최고의 바베큐를 어디에서 얻을 수 있는지 알고 싶습니다. 우리는 지상에서 가능한 한 많이 알기를 원합니다. " 과거에 연구자들은 쌀 크기의 생검을 매시업하여 모든 상피 세포 유형을 식별하고 이러한 세포의 일부 일반적인 특징을 학습했습니다. Magness의 접근 방식은 하부 소화관(소장 및 결장)의 모든 부분에서 수천 개의 개별 세포를 샘플링하여 지도를 만든 다음 각 세포가 발현하는 유전자를 통해 이러한 세포의 잠재적 역할을 연구하는 것이었습니다.

이 모든 것을 알면 장 상피에 대한 과학적 지식이 깊어지고 다른 과학자들이 생물학, 질병 및 불행한 약제 부작용 시나리오에서 각 세포의 기능을 탐구하도록 격려할 수 있습니다. 이러한 심층적인 개별 세포 잠수를 수행하기 위해 Magness는 더 나은 기술과 인간의 전체 소화관이라는 두 가지가 필요했습니다. 데이터 생물학 UNC-채플 힐(UNC-Chapel Hill)은 과학 및 지적 능력을 개발한 UNC 위장 질환 및 생물학 센터를 통해 고급 분석 핵심 시설을 만들기 위해 몇 년 전에 최첨단 RNA 시퀀싱 기술을 획득했습니다. 박사후 연구원 및 학생 - 최첨단 장비를 사용합니다. Magness Group은 HonorBridge의 장기 기증 서비스와의 연구 계약을 통해 인간의 소화관을 획득했습니다. 이식을 위해 내장을 적출하고 우선 순위가 높은 그룹이 소장을 요구하지 않는 경우 HonorBridge 직원은 Magness Group과 협력하여 연구를 위해 이식 등급의 장기를 기증합니다. 수확 후 6~8시간이 지나면 Magness 연구실은 각각 길이가 약 15~30피트인 손상되지 않은 장관을 받습니다. 그들은 단 하나의 세포 두께에도 불구하고 하나의 긴 연결된 조직 조각인 상피층을 제거합니다. 그런 다음 연구자들은 효소를 사용하여 상피를 개별 세포로 분해합니다. 이 연구를 위해 그들은 3명의 개별 기증자의 장기에 대해 이것을 반복했습니다.

소장의 BEST4+ 세포에서 단백질 CFTR(녹색) 및 FKBP1A(빨간색) - 약물 Tacrolimus의 주요 표적 -. 크레딧: UNC 의과대학 Magness Lab

-Magness 그룹은 유전자 발현을 특성화하기 위해 시퀀싱 기술을 사용하여 먼저 각 세포를 분리한 상태에서 각 세포에서 RNA를 추출한 다음 단일 세포 시퀀싱을 실행하여 각 장 세포가 어떤 유전자를 발현하고 얼마나 많이 발현하는지 스냅샷을 찍습니다. Magness는 "각 세포에서 얻은 그림은 세포가 만드는 모든 다른 유형의 유전자의 모자이크이며 이러한 유전자 보완은 그것이 어떤 종류의 세포이고 잠재적으로 무엇을 하고 있는지 알려주는 '서명'을 만듭니다."라고 말했습니다. . “줄기세포인가, 점액세포인가, 호르몬 생산 세포인가, 면역 신호 세포인가? Burclaff는 "우리는 전체 소화관에 걸쳐 세포 유형의 차이를 볼 수 있었고 세 사람의 동일한 세포 유형에서 다른 유전자 발현 수준을 볼 수 있습니다. 다른 유전자 세트가 켜지거나 꺼지는 것을 볼 수 있습니다. 예를 들어 어떤 사람들은 특정 음식이나 약물에 독성을 형성하고 어떤 사람들은 그렇지 않은 이유를 이해하기 시작할 수 있습니다."

-이러한 종류의 연구에서 가장 큰 문제는 생성된 데이터의 양입니다. 단일 세포 시퀀싱은 약 11,000개의 '읽기' 또는 단 하나의 세포와 수천 개의 개별 세포 에 있는 유전자 산물의 개별 샘플을 선택 합니다. 이것은 과학자들이 방대한 양의 정보를 이해할 수 있도록 시각화 가능한 형식으로 넣어야 하는 연구의 모든 12,590개 셀에 대해 거의 140,000,000개의 데이터 포인트를 생성합니다. "인간의 두뇌는 2차원만 이해할 수 있으며 3차원은 어렵습니다."라고 Magness는 말했습니다. "시간을 추가하면 단일 셀이 무엇인지 이해하는 것이 훨씬 더 까다로워집니다. 우리 실험에서 생성한 데이터의 양은 기본적으로 한 번에 수백만 차원이었습니다." Bliton은 GI 관의 모든 부분에서 세포 집단을 포함하는 관리 가능한 데이터 세트를 생성하기 위해 데이터를 필터링하는 계산 기술을 고안했습니다. 그런 다음 Magness와 다른 연구원들이 이미 각 세포 유형에 대해 배운 것을 기반으로 Bliton은 각 영역에서 각 세포 유형을 컴퓨터로 식별할 수 있었습니다. 그런 다음 그는 인간이 이해하고 해석할 수 있는 방식으로 이 데이터를 플로팅했습니다. 방대한 데이터를 수집함으로써 과학자들은 각 세포 유형에 대해 많은 것을 배울 수 있었습니다.

40년 전에 발견된 다발 세포를 생각해 보십시오. 표면에 머리카락 다발이 있는 것처럼 보이기 때문에 그렇게 명명되었습니다. 이 술 세포는 혀의 미뢰에 있는 것과 유사한 유전자를 발현한다는 것이 밝혀졌습니다. 다른 연구자들은 이 다발 세포가 벌레 감염을 감지하고 면역 체계에 신호를 보내 전쟁을 시작한다는 것을 발견했습니다. Magness 연구실은 다발 세포가 필요하다면 면역 체계에 신호를 보낼 수 있도록 다른 종류의 장 내용물을 감지하고 "맛보는" 데 중요하다고 생각되는 유전자 세트를 나타낸다는 것을 보여주었습니다. 이것은 장에 기생충이 있는지 여부를 감지하는 것보다 훨씬 더 광범위한 기능을 나타냅니다. Burclaff는 "우리는 모든 단일 세포 유형과 개별적으로 발현하는 모든 단일 유전자를 설명했을 뿐만 아니라 잠재적 기능도 살펴보았습니다."라고 말했습니다.

"세포를 보호하는 복합 혼합물인 장내 점액을 보면 어떤 세포가 다양한 뮤신 단백질을 발현하는지, 소화관의 어느 부위에서 발현하는지 보여줍니다. 음식물을 소화시키는 특정 효소가 어디에서 발현되는지 살펴보았습니다. "우리는 항염증 유전자가 발현되는 세포와 시냅스 유전자가 있는 세포를 조사했는데, 이 세포는 장이 신경과 연결되어 나머지 신체와 대화할 수 있을 것입니다. 우리는 장막을 통해 물을 전달하는 데 관여하는 단백질인 아쿠아포린을 조사했습니다." Magness 그룹이 발견한 것은 생검 샘플을 매시업하여 이전에 평가할 수 없었던 잠재적 기능의 완전히 새로운 수준의 변화였습니다. 연구원들은 모든 상피 수용체, 즉 다른 세포 및 분자 및 장의 환경과 통신하는 데 사용되는 세포 표면 단백질을 조사했습니다. Magness와 동료들은 어떤 수용체가 가장 많이 발현되고 어떤 세포 유형에서 세포가 영양소, 미생물, 독소 및 약물과 같은 내장 내용물과 상호 작용할 수 있는지에 대한 새로운 그림을 그릴 수 있었습니다. "우리가 아는 한, 우리는 3명의 완전한 기증자로부터 인간 장 전체에 걸쳐 이러한 종류의 분석을 수행한 최초의 사람입니다."라고 Bliton이 말했습니다.

"우리는 각 세포 유형을 보고 어떤 약제가 어떤 세포 유형에 개별적으로 영향을 미칠지 예측할 수 있습니다." 예를 들어, 염증성 장 질환을 치료하는 약물 종류가 있습니다. 그들은 특정 표적, 즉 염증을 유발하는 특정 면역 세포를 공격하도록 설계되었습니다. 그러나 Magness 연구실은 일부 상피 세포가 표적이 되도록 의도된 면역 세포의 유전자와 동일한 유전자를 발현한다는 것을 알게 되었습니다. 이 발견은 상피 세포에 의도하지 않은 "표적을 벗어난" 효과가 있을 수 있고 부작용을 유발할 수 있음을 나타냅니다. Burclaff는 "이것은 알려지지 않았습니다. "많은 약물이 나쁜 GI 부작용을 가지고 있습니다. 그리고 약물이 GI 관의 전체 길이를 따라 개별 세포 에 영향을 미치기 때문일 수 있습니다. 우리는 이러한 수용체가 가장 많이 발현되는 위치와 세포 유형 을 보여줍니다 ." 이러한 종류의 지식은 Magness 연구실의 초기 연구 결과 중 하나일 뿐입니다. Magness는 "우리는 과학, 의학 및 제약 커뮤니티가 우리가 발견한 것을 사용하기를 원합니다."라고 말했습니다. "

우리는 각 세포 유형을 체계적으로 다루기 위해 분석적 접근 방식을 채택하고, 대부분의 과학자들이 읽기 쉽고 접근 가능한 스프레드시트를 생성하고, 이러한 종류의 고해상도, 정밀 접근 방식으로 발견할 수 있는 몇 가지 예를 보여줍니다." 앞서 언급한 연구원 외에도 UNC-Chapel Hill의 Keith Breau, Meryem Ok, Ismael Gomez-Martinez, Jolene Ranek, Aadra Bhatt, Jeremy Purvis 및 John Woosley가 다른 저자입니다. 추가 탐색 과학자들은 암 치료 후 장을 재건하는 데 중요한 유전자를 확인합니다.

추가 정보: Joseph Burclaff et al, 단세포 전사체학에 의한 건강한 성인 인간 소장 및 결장 상피의 근위-원위 조사, 세포 및 분자 위장병학 및 간학 (2022). DOI: 10.1016/j.jcmgh.2022.02.007 University of North Carolina Health Care 제공

https://medicalxpress.com/news/2022-02-scientists-entire-human-gut-cell.html

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메모 2202210639 나의 사고실험 oms 스토리텔링

과학자들은 단일 세포 해상도로 전체 인간의 장을 매핑했다. 인간의 장에서 벌어지는 일을 세포의 모습으로 해석했다는 뜻이다. 그 세포들은 어떻게 형성되어 음식물 섭취에 반응하는지 그 표정까지 세세히 해상도로 관찰할 수 있었다는 뜻이다.

그 데이타는 방대하지만 해석이 가능하다고 말한다. 그보다 더 자세히 알아내면 더 나은 결과물들이 나올 게 아닌가. 그 더 자세한 해상도를 실현하는 것은 아마 샘플1. oms의 분포도를 구성해보는 것도 좋은 아이디어가 될 수 있다.

인체의 모든 세포의 움직임을 각 기관 뇌나 심장 따위에 따라 다르게 반응하는 이유를 알아내는 지도를 만어내는 것도 매우 중요한 작업이다. 허허. 이는 마치 은하계 전체에 대해 뭔 물질이 분포되어 어떻게 은하내부에 상호작용하는지 알아내는 작업이다. 허허.

sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a

Sample 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001

sample 2. oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca

Sample 2.1 oss (xyz_mss) theory
domain:
Sample 2.1 Domain 1-1.
The expansion of the y universe started by shrinking the x universe before the big bang.
-|ms base|_xyz ; Sample2.oss_xyz
https://bigthink.com/starts-with-a.../muon-particle-physics/
Sample 2.1 Domain 1.
Memo 220122_0702,1643
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=766769164714942&id=100041455959207
Sample 2.1 Domain2.
memo 2202070505
x=vix_a(n!)
y=vix_n!(a)
https://www.facebook.com/100041455959207/posts/777452090313316/
Sample 2.1 Domain3.
memo 2202100134
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=779379480120577&id=100041455959207
Sample 2.1 Domain 4.
memo 2202101658
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=779768500081675&id=100041455959207
.Sample 2.1 Domain 5.
memo 220213044
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=781575806567611&id=100041455959207
.Sample 2.1 Domain 6
memo 2202160155
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=783601189698406&id=100041455959207
.Sample 2.1 Domain 7.
(Sample 1.1 Domain 1.)
memo 2202170312
Sample 2.1 Domain 8.
memo 2202180917

No photo description available.

-Magness group used sequencing technology to characterize gene expression to first isolate each cell, then extract RNA from each cell and then run single-cell sequencing to get a snapshot of which genes each gut cell expresses and how much. Take a shot. "The picture you get from each cell is a mosaic of all the different types of genes that the cell makes, and this gene complement creates a 'signature' that tells you what type of cell it is and potentially what it is doing," Magness said. . “Are they stem cells, mucous cells, hormone-producing cells, or immune signaling cells? "We could see differences in cell types across the entire digestive tract, and we could see different gene expression levels in the same cell type in three people. You could see different sets of genes turned on or off. For example, some people may form toxic to certain foods or drugs, and some people may start to understand why they don't."

-The biggest problem with this kind of research is the amount of data generated. Single-cell sequencing selects individual samples of gene products from approximately 11,000 'reads', or just one cell and thousands of individual cells. This generates nearly 140,000,000 data points for every 12,590 cells in the study, which scientists must put in a visualizeable format to help them understand the vast amounts of information. “The human brain can only understand two dimensions, three dimensions are difficult,” Magness said. "Adding time makes it a lot more tricky to understand what a single cell is. The amount of data we generated in our experiments was basically millions of dimensions at a time." Bliton devised a computational technique to filter data to generate manageable data sets that include cell populations from all parts of the GI tract. Then, based on what Magness and other researchers had already learned about each cell type, Bliton was able to computerize each cell type in each area. He then plotted this data in a way that humans could understand and interpret. Gathering vast amounts of data allowed scientists to learn a lot about each cell type.

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memo 2202210639 my thought experiment oms storytelling

Scientists have mapped the entire human intestine with single-cell resolution. It means that what happens in the human intestine is interpreted in the form of cells. This means that it was possible to observe how the cells were formed and reacted to food intake with detailed resolution, down to their facial expressions.

The data is vast, but interpretable, he says. Wouldn't it be better to find out more about it than that? Realizing that more detailed resolution is probably Sample1. It might be a good idea to construct a distribution map of oms.

It is also very important to create a map that finds out why every cell in the human body reacts differently to each organ, such as the brain or heart. haha. It is like finding out what material is distributed throughout the galaxy and how it interacts within the galaxy. haha.

sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a

Sample 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001

sample 2. oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca

.Wallet-sized device focuses terahertz energy to generate high-resolution images

지갑 크기의 장치는 고해상도 이미지를 생성하기 위해 테라헤르츠 에너지를 집중시킵니다

Adam Zewe, 매사추세츠 공과 대학 크레딧: CC0 공개 도메인 FEBRUARY 18, 2022

-연구원들은 극도의 정밀도로 테라헤르츠 전자기 에너지 빔을 전자적으로 조종하고 집중시킬 수 있는 장치를 만들었습니다. 이것은 다른 레이더 시스템의 100분의 1 크기이고 다른 광학 시스템보다 더 강력한 고해상도 실시간 이미징 장치의 문을 엽니다. 마이크로파와 적외선 사이의 전자기 스펙트럼에 위치한 테라헤르츠파는 고전적인 전자 장치나 광학 장치가 에너지를 효과적으로 조작할 수 없는 "사람의 땅"에 존재합니다. 그러나 이러한 고주파 전파는 X선의 건강 영향 없이 특정 고체 물질을 통과할 수 있는 능력과 같은 많은 고유한 특성을 가지고 있습니다.

또한 안개나 먼지가 많은 환경을 볼 수 있는 비전 시스템 또는 고속 통신을 가능하게 할 수도 있습니다. Ruonan Han 부교수가 이끄는 MIT의 테라헤르츠 통합 전자 그룹은 소위 테라헤르츠 격차를 해소하기 위해 노력하고 있습니다. 이 연구원들은 이제 가장 많은 수의 안테나를 포함하는 가장 정밀하고 전자적으로 조종 가능한 테라헤르츠 안테나 어레이 를 시연했습니다. "반사 광선"이라고 하는 안테나 배열은 컴퓨터에 의해 안내되는 반사 방향으로 제어 가능한 거울처럼 작동합니다.

거의 10,000개의 안테나를 신용 카드 크기의 장치에 포장하는 반사 어레이는 작은 영역에 테라헤르츠 에너지 빔을 정확하게 집중시키고 움직이는 부품 없이 빠르게 제어할 수 있습니다. 반도체 칩 과 혁신적인 제조 기술을 사용하여 제작된 반사 어레이도 확장 가능합니다. 연구원들은 장면의 3D 깊이 이미지를 생성하여 장치를 시연했습니다.

이미지는 LiDAR(빛 감지 및 거리 측정) 장치에서 생성된 이미지와 유사하지만 반사 어레이는 빛 대신 테라헤르츠파를 사용하기 때문에 비, 안개 또는 눈에서 효과적으로 작동할 수 있습니다. 이 작은 반사 어레이는 또한 우주에서 볼 수 있을 정도로 큰 건물인 케이프 코드(Cape Cod)의 레이더에서 생성된 것보다 두 배의 각 해상도로 레이더 이미지를 생성할 수 있었습니다.

케이프 코드 레이더는 훨씬 더 넓은 영역을 커버할 수 있지만 새로운 반사 어레이는 상업용 지능형 기계 장치에 군용 등급 해상도를 제공하는 최초의 제품입니다. "안테나 배열은 매우 흥미롭습니다. 각 안테나에 제공되는 시간 지연을 변경하는 것만으로도 에너지가 집중되는 방향을 변경할 수 있고 완전히 전자적이기 때문입니다."라고 Nathan Monroe '13, MNG '17, first 최근에 박사 학위를 마친 논문의 저자. MIT의 전기 공학 및 컴퓨터 과학부(EECS)에서. "따라서 그것은 모터로 움직이는 공항의 대형 레이더 접시에 대한 대안으로 서 있습니다. 우리도 같은 일을 할 수 있지만 컴퓨터에서 일부 비트를 변경하기 때문에 움직이는 부품이 필요하지 않습니다." 공동 저자에는 EECS 대학원생 Xibi Chen; Intel Corporation의 Georgios Dogiamis, Robert Stingel 및 Preston Myers; 그리고 논문의 수석 저자인 Han. 이 연구는 International Solid-State Circuit Conference에서 발표되고 있습니다.

발명 제조 기술 일반적인 안테나 어레이의 경우 각 안테나는 내부적으로 자체 전파 전력을 생성하므로 많은 에너지를 낭비할 뿐만 아니라 이전에 이러한 어레이가 필요한 크기로 확장되지 못하게 했던 복잡성 및 신호 분배 문제가 발생합니다. 대신, 연구원들은 안테나에서 테라헤르츠파를 발사하기 위해 하나의 주요 에너지 소스를 사용하는 반사 어레이를 구축한 다음, 연구원이 제어하는 방향(옥상 위성 접시와 유사)으로 에너지를 반사합니다. 각 안테나는 에너지를 수신한 후 시간 지연을 수행한 후 반사하여 특정 방향으로 빔을 집중시킵니다. 그 시간 지연을 제어하는 위상 시프터는 일반적으로 많은 전파 에너지를 소비하며 때로는 그 에너지의 90%까지 소비한다고 Monroe는 말합니다. 그들은 단 두 개의 트랜지스터로 만들어진 새로운 위상 시프터를 설계하여 전력을 절반 정도 소비합니다. 또한, 일반적인 위상 시프터는 작동을 위해 전원 또는 배터리와 같은 외부 전원이 필요하므로 전력 소모 및 발열 문제가 크다. 새로운 위상 시프터 설계는 전력을 전혀 소모하지 않습니다. 에너지 빔을 조종하는 것은 또 다른 문제입니다.

한 번에 10,000개의 안테나를 제어하기에 충분한 비트를 계산하고 통신하는 것은 반사 어레이의 성능을 극적으로 저하시킬 것입니다. 연구원들은 안테나 어레이를 컴퓨터 칩에 직접 통합하여 이 문제를 피했습니다. 위상 시프터는 두 개의 트랜지스터로 매우 작기 때문에 칩 공간의 약 99%를 확보할 수 있었습니다. 그들은 이 추가 공간을 메모리에 사용하므로 각 안테나는 서로 다른 위상의 라이브러리를 저장할 수 있습니다. "10,000개의 안테나 중 어떤 안테나가 특정 방향으로 빔을 조정해야 하는지 실시간으로 이 안테나 어레이에 알려주는 대신 한 번만 말하면 기억합니다. 그런 다음 전화를 걸면 기본적으로 페이지를 가져옵니다. 우리는 나중에 이것이 알고리즘을 구현하기 위해 이 메모리를 사용하는 것에 대해 생각할 수 있게 하여 안테나 어레이의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 것을 알게 되었습니다."라고 Monroe는 말합니다.

원하는 성능을 달성하기 위해 연구원들은 약 10,000개의 안테나가 필요했지만(더 많은 안테나를 통해 더 정확하게 에너지를 조정할 수 있음) 이러한 모든 안테나를 수용할 만큼 충분히 큰 컴퓨터 칩을 구축하는 것은 불가능합니다. 그래서 그들은 확장 가능한 접근 방식을 취하여 자체 복사본과 통신하도록 설계된 49개의 안테나가 있는 단일 소형 칩을 구축했습니다. 그런 다음 그들은 칩을 14 x 14 어레이로 배열하고 신호를 전달하고 칩 어레이에 전원을 공급할 수 있는 미세한 금 와이어로 함께 꿰매었다고 Monroe는 설명합니다. 팀은 인텔과 협력하여 칩을 제작하고 어레이 조립을 지원했습니다. "이 연구 이전에는 사람들이 테라헤르츠 기술 과 반도체 칩 기술을 결합하여 이 빔 형성을 수행하지 않았습니다 ."라고 Han은 말합니다. "우리는 이 기회를 보았고 또한 몇 가지 고유한 회로 기술을 사용하여 칩에 매우 작지만 효율적인 회로를 제안하여 이러한 위치에서 파동의 동작을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 집적 회로 기술을 활용하여 이제 우리는 일부 요소 내 메모리 및 디지털 동작을 가능하게 할 수 있으며 이는 과거에는 확실히 존재하지 않았던 것입니다. 반도체를 사용하면 정말 놀라운 것을 가능하게 할 수 있다고 강력하게 생각합니다."

다양한 애플리케이션 그들은 안테나 가 에너지를 방사 하는 각도 방향을 설명하는 방사 패턴이라고 하는 측정을 수행하여 반사 어레이를 시연했습니다 . 그들은 에너지 를 매우 정확하게 집중시킬 수 있었기 때문에 빔의 너비는 1도에 불과했고 그 빔을 1도씩 조정할 수 있었습니다. 이미저로 사용하면 1도 너비의 빔이 장면의 각 지점에서 지그재그 패턴으로 이동하여 3D 깊이 이미지를 생성합니다. 이미지를 생성하는 데 몇 시간 또는 며칠이 걸릴 수 있는 다른 테라헤르츠 어레이와 달리 실시간으로 작동합니다. 이 반사 어레이는 빠르게 작동하고 매우 작기 때문에 특히 테라헤르츠 파동 이 악천후를 볼 수 있기 때문에 자율 주행 자동차의 이미저로 유용할 수 있다고 Monroe는 말합니다. 이 장치는 가볍고 움직이는 부품이 없기 때문에 자율 드론에도 적합할 수 있습니다. 또한, 이 기술은 보안 설정에 적용될 수 있으며, 몇 분이 아닌 몇 초 만에 작동할 수 있는 비침습적 신체 스캐너를 가능하게 한다고 그는 말합니다. Monroe는 현재 스타트업을 통해 기술을 시장에 출시하기 위해 MIT Technology Licensing Market과 협력하고 있습니다. 연구실에서 Han과 그의 동료들은 비용을 낮추고 칩 어셈블리의 성능을 향상시키기 위해 반도체 분야의 새로운 발전을 사용함으로써 이 기술을 계속 발전시키기를 희망합니다. 추가 탐색 휴대형 생물 의학, 식품 분석 및 기타 나노 및 테라헤르츠 기술을 가능하게 하는 초소형 안테나

추가 정보: "고각도 작업을 위한 전자 THz 연필 빔 형성 및 2D 스티어링: 98×98 유닛, 265GHz CMOS 반사 어레이, 단위 내 디지털 빔 형성 및 사시 보정 기능" 국제 솔리드 스테이트 회로 컨퍼런스(2022). 매사추세츠 공과대학 제공

https://techxplore.com/news/2022-02-wallet-sized-device-focuses-terahertz-energy.html

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메모 2202210720 나의 사고실험 oms 스토리텔링

우리는 의학기술에 발전에 건강상 도움을 받기도 하지만 ct 촬영과 같은 유해한 x선에 과다하게 노출되어 의학연구에 실험용되기도 한다.

이제 MIT 연구팀이 개발한 마이크로파와 적외선 사이의 전자기 스펙트럼에 위치한 테라헤르츠파는 다른 레이더 시스템의 100분의 1 크기이고 다른 광학 시스템보다 더 강력한 고해상도 실시간 이미징 장치의 문을 열었다. 이 시스템은 X선의 건강 영향 없이 특정 고체 물질을 통과할 수 있는 능력과 같은 많은 고유한 특성을 가지고 있단다.

물론 더 정교하고 더 강력한 테라헤르츠 레이더 시스템은 100억분의 크기이여야 할 것이다. 그 시스템에는 샘플1.oms 알고리즘이 반드시 들어가야 무한한 응용 가능성을 찾아낼거여. 허허.

sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a

Sample 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001

sample 2. oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca

May be an image of 1 person and text

-Researchers have created a device that can electronically steer and focus a beam of terahertz electromagnetic energy with extreme precision. It is one hundredth the size of other radar systems and opens the door to high-resolution real-time imaging devices that are more powerful than other optical systems. Located in the electromagnetic spectrum between microwaves and infrared, terahertz waves exist in the "land of man" where classical electronic or optical devices cannot effectively manipulate energy. However, these high-frequency radio waves have many unique properties, such as the ability to penetrate certain solid materials without the health effects of X-rays.

-Computed tomography (CT) uses X-rays and a computer to irradiate a target area of the human body from various directions, collects the transmitted X-rays with a detector, and calculates the difference in the absorption of X-rays for that area using a computerized mathematical technique. It refers to a photography technique that reconstructs using CT scans can be performed anywhere in the body.

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memo 2202210720 my thought experiment oms storytelling

Although we receive health benefits from advances in medical technology, we are also exposed to harmful x-rays such as CT scans and used for experiments in medical research.

Now, a terahertz wave, located in the electromagnetic spectrum between microwaves and infrared rays, developed by the MIT research team, opens the door to high-resolution real-time imaging devices that are one-hundredth the size of other radar systems and more powerful than other optical systems. The system has many unique properties, such as the ability to penetrate certain solid materials without the health effects of X-rays.

Of course, more sophisticated and more powerful terahertz radar systems would have to be on the order of ten billionths. Sample 1.oms algorithm must be included in the system to find infinite application possibilities. haha.

sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a

Sample 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001

sample 2. oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca