Ученые Кембриджа создали чип за $10, который может поместить медицинскую лабораторию на запястье

Исследователи из Кембриджского университета и стартапа GlitterinTech создали оптический спектрометр стоимостью около 10 долларов и размером в несколько сантиметров, который, по их словам, обеспечивает лабораторную точность в устройстве, пригодном для носимой электроники. В тестах он со 100% точностью распознавал продукты, пластики и лекарства, а также измерял биомаркеры крови, включая глюкозу, алкоголь и лактат, без инвазивных процедур.

Традиционные спектрометры важны для медицины, производства и экологического мониторинга, но миниатюризация обычно снижает их диапазон, разрешение или точность. Новая конструкция, названная свёрточным спектрометром, использует теорему о свёртке непосредственно в оптической области: элементы с повторяющимися спектральными откликами, например несбалансированные интерферометры Маха—Цендера или микроринговые резонаторы, настраиваются линейно, а быстрое преобразование Фурье восстанавливает спектр. Устройство выполнено на нитрид-кремниевой фотонной платформе, работает в ближнем инфракрасном диапазоне 1200–1700 нм и собирает измерения менее чем за секунду, обеспечивая высокую точность, устойчивость к шуму и низкие вычислительные затраты.

По словам разработчиков, технология может приблизить лабораторные измерения к повседневным устройствам: носимой диагностике, проверке продуктов, промышленному контролю качества и мониторингу окружающей среды. В ходе демонстраций сенсор измерял влажность кожи, алкоголь, лактат и глюкозу в крови, а также отслеживал глюкозу неинвазивно у одного участника в течение длительного периода; однако для превращения в практический медицинский продукт нужны дальнейшие испытания. Устройство сохраняло работоспособность при температуре от -20 до 80 °C, а его простая и масштабируемая архитектура может удешевить массовое производство и сделать спектрометрию такой же распространённой, как датчики температуры или движения.