آیا فناوری‌های کاشتنی گام بعدی فناوری‌های پوشیدنی‌ خواهند بود؟

این مطلب یکی از مجموعه مقالات پرونده ویژه «تراشه‌های کاشتنی» چاپ شده در شماره 178 ماهنامه شبکه است. علاقه‌مندان می‌توانند کل این پرونده ویژه را از اینجا دریافت کنند. 

 این افق‌های جدید قرار است دنیای فناوری‌های پوشیدنی را کاملاً متحول سازند. در سال‌های اخیر بازار ابزارهای کاشتنی گردش مالی بسیار زیادی را شاهد بوده است. به‌طور مثال، در کشوری همچون ایالات متحده گردش پولی در این حوزه 23 میلیارد دلار تخمین زده شده است و به‌نظر می‌رسد ظرف چند سال آینده، یک رشد 10 درصدی را تجربه کند. اما به‌راستی چرا این چنین ریزتراشه‌های کوچکی بازاری بسیار بزرگ به‌وجود آورده‌اند. در جواب باید گفت، سهل‌الوصول‌بودن دسترسی به داده‌های مختلف و کم‌حجم‌بودن اندازه این فناوری در مقایسه با دیگر فناوری‌های مشابه، باعث شده است بسیاری از شرکت‌ها به سمت‌وسوی به‌کارگیری این چنین گجت‌هایی علاقه‌مند شوند؛ به‌طوری که امروزه در بعضی از شرکت‌ها از این گجت‌ها برای باز کردن قفل درها یا دسترسی به منابع مختلف یک شرکت استفاده می‌شود. 

ریزتراشه‌های کاشتنی
قبل از آنکه هرگونه توصیفی در این‌باره داشته باشیم، ابتدا باید بدانیم معنی Microchip Implants چیست؟ ریزتراشه قابل کاشت انسانی، در حقیقت یک مدار مجتمع شناسایی‌کننده یا انتقال‌دهنده RFID است که با روکش شیشه سلیکات پوشانده شده و روی بدن انسان‌های عادی یا بیماران کاشته می‌شود. این ریزتراشه‌های قابل کاشت دارای شماره شناسه هستند که با استفاده از آن به منابع اطلاعاتی خارجی مانند بانک‌های اطلاعاتی متصل می‌شوند. تعیین هویت، تاریخچه پزشکی، تاریخچه مصرف داروها، مقدار داروهایی که بیمار مصرف می‌کند، اطلاعات مربوط به حساسیت‌ها و دیگر داده‌های فردی از جمله محتوای قرار گرفته در این ریزتراشه‌ها هستند. اما اگر کمی به عقب باز گردیم، مشاهده می‌کنیم که فلسفه طراحی و به کارگیری ریزتراشه‌ها فناوری جدیدی به‌شمار نمی‌رود. در حقیقت، ریزتراشه‌ها در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های امروزی استفاده می‌شود. آن‌ها از فناوری یکسان با RFID (سامانه بازشناسی با امواج رادیویی) استفاده می‌کنند. فناوری‌ای که به شما این توانایی را می‌دهد تا در ماشین، قفل در‌های اطاق هتل و اداره خود را باز کرده یا همچون کارت‌های اعتباری و هدیه برای خرید محصولات مورد نیاز از آن‌ها استفاده کنید. زمانی‌که یک ریزتراشه زیر پوست قرار می‌گیرد، نه‌تنها این توانایی را دارد تا چنین فرآیندهایی را به‌خوبی سازمان‌دهی کند؛ بلکه می‌تواند جایگزین پاسپورت و دیگر اطلاعات حساس مانند شماره منحصر‌به‌فرد شخصی (Personal ID) شود. به‌طور مثال، اگر فردی در سانحه‌ای مجروح شده و به بیمارستان برود، همه اطلاعات فردی او از طریق یک اسکن ساده در اختیار بیمارستان قرار خواهد گرفت. اطلاعاتی مثل سابقه پزشکی، گروه خونی، آلرژی‌ها و شماره تماس اضطراری از جمله این اطلاعات به‌شمار می‌روند. ژوئن سال گذشته میلادی، تلگراف‌مدیاگروپ (Telegraph Media Group) گزارش داد که بایرون ‌ویک انگلیسی یک ریزتراشه را در دست خود کاشته است. ریزتراشه‌ای که برای کنترل اسمارت‌فون خود از آن استفاده می‌کند. ( شکل1) 

  شکل 1: بایرون‌ویک، فردی که یک ریزتراشه را در دست خود کاشت.

ویک، یک تراشه را همراه با یک کیت‌آنلاین که به او اجازه می‌دهد خود را برای کاشت این ریزتراشه تحت عمل جراحی قرار دهد خریداری کرد. ( شکل 2) ویک درخصوص کاری که انجام داده گفته است: «کاری که انجام دادم آن‌گونه که تصور می‌کردم همانند وارد کردن یک فلز به درون دستم نبود. این ریزتراشه اکنون آماده به‌کار است و می‌تواند به دستگاه‌های بلوتوث متصل شود. این فناوری اکنون با اسپیکرهای بلوتوث که از آن‌ها استفاده می‌کنم، هماهنگ شده است.» نوجوانی همچون ویک را می‌توان از جمله پیشگامانی دانست که از فناوری‌های آینده به این شکل استفاده می‌کند. (شکل 3) هر چند در این زمینه کمی بی پروا بوده است.  شرکت سوئدی اپی‌سنتر (Epicenter) از ریزتراشه‌های کاشتنی استفاده می‌کند. ریزتراشه‌های اپی‌سنتر به کارمندان‌ شرکت این توانایی را می‌دهد تا در‌ها را باز کرده، به منابعی نظیر دستگاه فتوکپی دسترسی داشته و با استفاده از این ریزتراشه، هزینه مربوط به مواد غذایی را پرداخت کنند. 

  شکل 2: بایرون‌ ویک ممکن است جوان‌ترین فردی در جهان باشد که یک تراشه الکترونیکی را زیر پوست خود کاشته است.

روری‌سلن‌جونز درباره روش کاشت تراشه در پوست خود این چنین گفته است: «مردی که در این زمینه متخصص است، ابتدا پوست بین انگشت شست و اشاره من را ماساژ داد و بعد در ادامه این قسمت را ضدعفونی کرد. او به من گفت در زمانی که تراشه را وارد می‌کند نفس عمیق بکشم. در زمان وارد کردن تراشه در انگشتم یک درد لحظه‌ای را احساس کردم، اما درد آن در مقایسه با جراحی  به مراتب کمتر بود. در ادامه گیرها را روی پوستم قرار داد. نحوه کارکردن با این وسیله به‌گونه‌ای است که باید مچ دستم را در یک وضعیت غیرطبیعی بچرخانم تا دستگاه فتوکپی به‌کار بیفتد. در حالی که بعضی از افرادی که در کنار من قرار داشتند مشتاقانه به این کار نگاه می‌کردند، عده دیگری مات و مبهوت شده بودند. هرچند آن‌گونه که تصور می‌شود کارایی این تراشه بالا نیست، اما بدون شک تراشه‌‌های پیچیده‌تری به‌زودی جایگزین فناوری‌هایی پوشیدنی چون مچ‌بندهای تناسب اندام یا دستگاه‌‌های پرداختی خواهند شد، به‌طوری که در آینده از این فناوری‌ها در مقیاس وسیع استفاده خواهیم کرد. این چنین کارهایی با استفاده از این فناوری‌های کاشتنی امکان‌پذیر است، اینکه آیا فرهنگ ما این واقعیت را قبول خواهد کرد که این فناوری‌ها روی پوست ما اضافه شوند یا خیر موضوع دیگری است.»

  شکل 3: دستورالعمل ریزتراشه XNT  که نحوه کنترل ریزتراشه در سیستم‌عامل اندروید را به‌همراه توصیه‌های امنیتی ارائه می‌کند.

یک بازار رو به رشد
اگر در گذشته این‌گونه عنوان می‌کردیم که بازار ابزارهای پوشیدنی در حوزه سلامت، بهداشت و درمان به لحاظ جذب سرمایه یک بازار عظیم به‌شمار می‌رود، اکنون باید بگوییم بازار ابزارهای پزشکی کاشتنی تنها در کشوری همچون ایالات متحده، یک بازار 23 میلیارد دلاری بوده است. بازاری که بدون شک در چند سال آینده رشد قابل‌توجهی را تجربه خواهد کرد. در میان این مدل ابزارهای کاشتنی، بیشترین آمار فروش در اختیار دفیبریلاتور‌کاردیوورتر خودکار قابل کاشت (Implantable Cardioverter Defibrillator) است که برای پیشگیری از انقباض ناخودآگاه و غیرمنظم رشته‌های عضلانی استفاده می‌شود. در ادامه به ریزتراشه‌های کاشتنی ارتوپدی در ارتباط با ستون فقرات، جایگزین مفصل‌های ران (اگر به خاطر داشته باشید در ویژه نامه هوش‌مصنوعی به این موضوع اشاره کردیم که واتسون آی‌بی‌ام در این زمینه تعامل گسترده‌ای با حوزه پزشکی دارد)، لنزهایی که درون چشم قرار می‌گیرند (نمونه‌ای که چند وقت پیش پژوهشگران استرالیایی از آن رونمایی کردند)، کاشتنی‌هایی که در ارتباط با زیبایی استفاده می‌شوند و در نهایت کاشتنی‌هایی که وظیفه تنظیم ضربان‌قلب را بر‌عهده دارد، توجه می‌شود.

به دلیل اینکه هیچ‌گونه باتری یا اجزای متحرکی وجود ندارد، در نتیجه نیاز به تعمیر و نگهداری معنایی ندارد. در نتیجه یک بار کاشتن به معنای ماندن همیشگی خواهد بود و نیازی به برداشتن آن نیست.

درحال‌حاضر بخش عمده‌ای از این فناوری‌های کاشتنی بر مبنای تیتانیوم و آلیاژهای فولادی که خاصیت ضد‌زنگ دارند، ساخته می‌شوند. هرچند این آلیاژها به‌لحاظ زیست‌محیطی عملکرد خوبی دارند، اما عمر مفید آن‌ها بین 10 تا 15 سال بوده و به مرور زمان در بدن بیماران فرسوده می‌شوند. مشکل دیگری که در حال حاضر استفاده از آن‌ها را با دشواری و در بعضی موارد با محدودیت همراه ساخته است به آناتومی بدن ما انسان‌ها باز می‌گردد. در حالی که این کاشتنی‌ها بی تردید قابلیت‌های قدرتمندی را در اختیار بیماران قرار می‌دهند، اما از طرفی نباید از مشکلاتی که به وجود می‌آورند، غافل باشیم.  زمانی که این گجت‌ها برای مثال در مفصل‌ها یا استخوان‌ها کاشته می‌شوند، این احتمال وجود دارد که به‌مرورزمان فاصله‌ای بین استخوان‌ها به وجود آید، در نتیجه ممکن است بیمار نیازمند یک عمل جراحی مجدد باشد. ممکن است این مشکل در ارتباط با کاشت آن‌ها به‌عنوان یک دندان‌مصنوعی نیز نمود پیدا کند. اما دستاوردهای جدید محققان نشان می‌دهد که برای این چنین مشکلاتی راه‌حل‌هایی وجود دارد. هر چند ممکن است پیاده‌سازی این راه‌حل‌ها کمی زمان‌بر باشد. 

ریزتراشه‌ها در یک قدمی نهایی‌سازی امنیت فردی
یکی از جذاب‌ترین ویژگی‌های غالب در بسیاری از فناوری‌های ریزتراشه‌ها به امنیت فیزیکی آن‌ها باز می‌گردد؛ به‌طوری که سرقت فیزیکی آن‌ها تقریباً غیر ممکن است. هر سال تلاش‌ها برای ایمن‌سازی سیستم‌های آنلاین افزایش پیدا می‌کنند و کارشناسان امنیتی سازمان‌های مالی و شرکت‌های امنیتی به‌طور پیوسته مشغول به‌کار هستند تا فناوری‌ها و قابلیت‌های جدیدی برای پیشگیری از سرقت هویت کاربران و دیگر تهدیداتی که حریم خصوصی کاربران را تهدید می‌کند، پیاده‌سازی کنند. آن‌ها سعی می‌کنند فروشگاه‌های آنلاین را متقاعد سازند تا از رمزنگاری SSL 256 بیتی استفاده کنند. الگویی که درحال‌حاضر بالاترین استاندارد را  از لحاظ حفاظتی در اختیار این فروشگاه‌ها قرار می‌دهد. 

یکی از جذاب‌ترین ویژگی‌های غالب در بسیاری از فناوری‌های ریزتراشه‌ها به امنیت فیزیکی آن‌ها باز می‌گردد؛ به‌طوری که سرقت فیزیکی آن‌ها تقریباً غیر ممکن است.

برهمین‌اساس، شرکت‌های امنیتی همواره درباره نحوه به‌کارگیری یک ارتباط رمزنگاری شده و گواهی‌‌های SSL و مزایای به‌کارگیری این فناوری‌ها، جزییات بیشتری را در اختیار فروشگاه‌های آنلاین قرار می‌دهند. اما فناوری کاشتنی این قابلیت را دارد تا بسیاری از مشکلات امنیتی این روزهای دنیای ما را حل کند. برای آن‌که فناوری‌های کاشتنی واقعاً مفید به‌شمار رفته و به‌عنوان یک استاندارد استفاده شود، باید به همه اطلاعات حساس دسترسی داشته باشد. مواردی همچون اطلاعات بانکی، شماره شناسایی فردی (کد ملی)، پزشکی، موبایل و... از جمله اطلاعاتی هستند که ریزتراشه RFID به آن‌ها نیاز دارد. با این‌حال، با توجه به روند رو‌به‌رشد جامعه و پیشرفت‌های به‌وجود آمده در دنیای فناوری، مکانیزم شناسایی هویت فردی در مسیری هم‌سو با این ریزتراشه‌ها گام بر خواهد داشت. 

ریزتراشه‌های کاشتنی در نهایت جایگزین پوشیدنی‌ها خواهند شد
شاید در نگاه اول کمی ترسناک به‌نظر برسد، اما ریزتراشه‌های کاشتنی با استفاده از سرنگ مخصوصی در زیر پوست تزریق می‌شوند. این سرنگ ریزتراشه RFID (شناسایی‌کننده فرکانس رادیویی) را به‌راحتی زیر پوست تزریق می‌کند. اگر ریزتراشه کاشتنی را در دست خود نگه دارید؛ مشاهده می‌کنید که اندازه آن در حد یک دانه برنج است. این تزریق با استفاده از مواد بی‌حس‌کننده انجام شده و ممکن است بعد از تزریق، کمی درد در این ناحیه به‌وجود آید. همین موضوع باعث می‌شود این فناوری‌ برای ما کمی ترسناک به‌نظر برسد. اما تعدادی از پیشگامان فعال در این عرصه که ما آن‌ها را به نام بیکوهکرها Biohackers می‌شناسیم، در گفت‌و‌گوهای خود عنوان کرده‌اند اگر این فرآیند کاشت در مکانی مناسب، به‌طور مثال بین انگشت شست و انگشت اشاره کاشته شود، درد به‌مراتب کمتری را نسبت به تزریق در بخش‌های مختلف بدن تجربه می‌کنیم و درد کمتر از یک دقیقه به طول خواهد انجامید. هر زمان این تراشه در دست شما کاشته شود، نه تنها اطلاعات فردی شما در امنیت قرار خواهند گرفت، بلکه به اطلاعات شخصی در سریع‌ترین زمان ممکن دسترسی خواهید داشت؛ به‌طوری که با استفاده از یک مکانیزم بی‌سیم، توانایی پرداخت هزینه ورود به اتوبوس یا قطار و دسترسی به اطاقی را که با قفل‌های امنیتی محافظت شده است خواهید داشت، بدون آن‌که به کلید یا کارت ‌هوشمند نیاز داشته باشید. جالب آنکه حتی برای باز کردن قفل یک اسمارت‌فون، به گذرواژه هم نیاز نخواهید داشت.

در صنعت سینما، نمونه‌های بسیار متنوعی از به‌کارگیری این ریزتراشه‌های‌کاشتنی به‌نمایش گذاشته می‌شود و کاراکترهای این فیلم‌ها با استفاده از ریزتراشه‌هایی که روی بازوی آن‌ها قرار می‌گیرند، توانایی نظارت بر علائم حیاتی و مکان خود را دارند. 

مطالعات انجام‌شده نشان می‌دهند که برای باز کردن اسمارت‌فون، کاربران نزدیک به 2.3 ثانیه زمان نیاز دارند و ما به‌طور معمول 40 بار در روز این‌کار را انجام می‌دهیم. یک فرآیند ناخوشایند که در بسیاری از موارد باعث می‌شود، مردم قفل روی دستگاه خود را غیرفعال کنند و همین موضوع دستگاه آن‌ها را آسیب‌پذیر می‌سازد. کاشتنی‌های RFID شامل یک تراشه، یک آنتن/واسط القایی سیم‌پیچ و یک خازن هستند. سیم‌پیچ انرژی را از طریق جفت شدن با اسکنر یا ریدر دریافت کرده و آن را برای ریزتراشه ارسال می‌کند. در ادامه ریزتراشه اطلاعات را از طریق آنتن سیم‌پیچ ارسال می‌کند. این برچسب‌های غیرفعال شامل هیچ‌گونه منبع تغذیه‌ای نیستند. در تراشه کاشتنی ارسال و دریافت اطلاعات با استفاده از این سیم‌پیچ آنتی انجام می‌شود. آن‌ها فرکانس رادیویی را که به بیرون انتشار می‌یابند به سیگنال‌هایی تبدیل می‌کنند. سیگنال‌هایی که داده‌های ذخیره‌شده را در فاصله چند فوتی، به‌صورت بی‌سیم ارسال می‌کنند. 
اکنون که تا حدودی با شیوه کارکرد این ریزتراشه‌ها آشنا شدید، اجازه دهید درباره امکانات ممکن کمی فکر کنیم. در حالی که در صنعت سینما، نمونه‌های بسیار متنوعی از به‌کارگیری این ریزتراشه‌های‌کاشتنی به‌نمایش گذاشته می‌شود و کاراکترهای این فیلم‌ها با استفاده از ریزتراشه‌هایی که روی بازوی آن‌ها قرار می‌گیرند، توانایی نظارت بر علائم حیاتی و مکان خود را دارند. 
در دنیای واقعی نیز این چنین ریزتراشه‌هایی کاربردهای معناداری دارند؛ اگر به اخبار دنیای سایبری در عصر جدید نگاهی داشته باشید، مشاهده می‌کنید که به ‌سرقت ‌رفتن دستگاه‌ها و سرقت گذرواژه‌هایی که مربوط به حساب‌های بانکی و خریدهای آنلاین است، از جمله تهدیدات دنیای سایبری محسوب می‌شوند که مردم را به سمت‌وسوی یک فناوری ایمن‌تر هدایت می‌کنند. یک تراشه‌کاشتنی به شما این اطمینان را می‌دهد که کارت‌های اعتباری شما همواره در امنیت کامل قرار خواهند داشت، به این‌ دلیل که همیشه در دستان شما قرار دارند. درواقع امروزه، سازمان‌ها به امنیت مبتنی بر ایمپلنت‌ها توجه می‌کنند؛ به‌ویژه سازمان‌های مالی که در آن‌ها امنیت، حرف اول را می‌زند. با توسعه ریزتراشه‌های مبتنی بر ارتباط حوزه نزدیک (NFC) که زیرمجموعه‌ای از RFID به شمار می‌رود، برنامه‌هایی که به‌طور بالقوه در معرض تهدید قرار دارند در سایه امنیت و آسایش قرار خواهند گرفت. یک فناوری ارتباطی ‌بی‌سیم که به دو دستگاه مجاور یکدیگر این توانایی را می‌دهد تا به تبادل اطلاعات بپردازند. یک ریزتراشه با نزدیک‌شدن به یک اسمارت‌فون سازگار یا دستگاه مربوطه به‌راحتی به تبادل اطلاعات خواهد پرداخت. NFC یک شکل از ارتباطات بی سیم کوتاه برد است. مشخصات NFC به‌صورت استاندارد در اسمارت‌فون‌ها، تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها قرار گرفته است. 
به‌طور مثال، آی‌فون 6 اولین دستگاه‌ عرضه شده از سوی اپل بود که از NFC پشتیبانی می‌کرد و به این اسمارت‌فون اجازه می‌داد تا از Apple Pay برای پرداخت‌ها استفاده کند. گوگل قابلیت NFC را در سیستم‌عامل اندروید این شرکت قرار داده است و همچنین سازوکار سرویس پرداختی NFC را نیز آماده کرده است. داده‌هایی که از دستگاه‌های NFC منتشر می‌شوند، در فواصل بسیار کوتاه کار می‌کنند. برچسب NFC باتری ندارند، در نتیجه تراشه نیاز دارد تا اسکنر یا ریدر (Reader) انرژی حاصل را تأمین کند. 
به دلیل اینکه هیچ‌گونه باتری یا اجزای متحرکی وجود ندارد، در نتیجه نیاز به تعمیر و نگهداری معنایی ندارد. در نتیجه یک بار کاشتن به معنای ماندن همیشگی خواهد بود و نیازی به برداشتن آن نیست. (مگر در موارد خاص) به دلیل اینکه NFC در فواصل کوتاه استفاده می‌شود، در نتیجه تهدیداتی نظیر خواندن یا هک‌کردن آن به‌لحاظ فنی وجود ندارد. در نتیجه دسترسی به این اطلاعات تنها با اجازه صاحب آن امکان‌پذیر است. به همین دلیل برای آنکه دستگاه توانایی دسترسی به داده‌ها را داشته باشد، باید حتما در نزدیکی تراشه قرار بگیرد تا سیگنال‌های ارسال شده را دریافت کند. اما اگر قرار باشد از این ریزتراشه‌ها برای ردیابی افراد استفاده شود، آن‌گاه به تجهیزات گران‌قیمت و زیرساخت‌های انتقالی خاصی برای تراشه‌های کاشتنی نیاز است. هیچ‌یک از تراشه‌های کاشتنی موجود در بازار به GPS مجهز نیستند. اگر در نظر داشته باشید، چنین ویژگی را به تراشه کاشتنی اضافه کنید، آن‌گاه با مشکلاتی چون اندازه و انرژی که تراشه به آن نیاز دارد، برخورد خواهید کرد. برچسب‌های شناسایی برای حیوانات یکی از قدیمی‌ترین کاربردهای RFID به شمار می‌روند. این تراشه‌ها در اصل برای مزارع بزرگ و ناهموار و همچنین بررسی شیوع بیماری که گاه ‌و بی‌گاه در حیوانات بروز می‌کند، استفاده می‌شود. این برچسب‌ها عمدتاً در زمینه ردیابی حیوانات به‌کار می‌روند.

==============================

شاید به این مقالات هم علاقمند باشید:

ماهنامه شبکه اسفندماه منتشر شد؛ بررسی صنعت پوشیدنی‌های کاشتنی

با موتور جستجوی گوگل تلفن آندرويد گم شده خود را پیدا کنید

سالی همگام با رویش عناصر دیجیتالی

کیمیاگری در دنیایی‌ که به آن پرتاب می‌شویم

شاید ساعت‌های هوشمند آینده به شکل برچسب‌های الکترونیکی باشند

با این پوشیدنی فصل زمستان و دستکش‌ها دردسرساز نمی‌شوند + گالری عکس