中國北京，2024年12月4日訊 —— 通tong常chang
，我wo們men需xu要yao通tong過guo識shi別bie人ren體ti發fa出chu的de信xin號hao來lai控kong製zhi假jia肢zhi。目mu前qian
，通tong過guo植zhi入ru電dian極ji的de方fang式shi控kong製zhi假jia肢zhi是shi最zui為wei普pu遍bian的de技ji術shu。然ran而er
，這zhe種zhong侵qin入ru式shi方fang法fa很hen可ke能neng導dao致zhi電dian極ji的de退tui化hua或huo移yi位wei。位wei於yu德de國guo斯si圖tu加jia特te的de多duo學xue科ke聯lian合he體ti QHMI yanfaleyizhongquanxindefangfa，tamentongguoliangzichuanganqijianceweixiaoqiekuaisudeshenjingxinhao。lingmindeliangzicilijibeizhiyutiwai，tongguopifushixianshenjingxinhaodeceliang。muqian
，kexuejiamenzhengzaishiyongSpectrum 儀器所提供的超高速數字化儀(M5i.3357)以及任意波形發生器(M4x.6631)對信號進行建模，並最終設計出所需的專用集成電路（ASIC）和光子集成電路（PIC）。

圖（一）移動假肢新方式
，通過皮膚上的量子傳感器代替了體內的電極

斯圖加特大學“Cluster4Future QSens”項目負責人兼QHMI聯盟資深科學家Jens Anders表示：“這是量子傳感器探針在現實生活中的首次應用。因為肌肉在10至100皮特（picoTeslas）之間的磁場比地球磁場小6個ge數shu量liang級ji。迄qi今jin為wei止zhi
，還hai沒mei有you任ren何he方fang法fa能neng夠gou以yi非fei侵qin入ru性xing的de方fang式shi檢jian測ce出chu肌ji肉rou中zhong如ru此ci微wei小xiao的de磁ci變bian化hua。測ce試shi表biao明ming，我wo們men傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du，足zu以yi通tong過guo皮pi膚fu檢jian測ce到dao肌ji肉rou中zhong的de神shen經jing信xin號hao。理li論lun上shang來lai說shuo，諸zhu如ru神shen經jing信xin號hao較jiao少shao的de上shang臂bi肌ji肉rou也ye同tong樣yang適shi用yong。目mu前qian，我wo們men正zheng在zai努nu力li提ti升sheng傳chuan感gan器qi對dui飛fei米mi（femtoTesla）級別磁場變化的靈敏度，從而在不破壞皮膚的情況下探測到大腦中的信號。”

這項技術的核心是一個由鑽石薄片製成的光學檢測磁共振（ODMR）裝置。鑽石中摻入了含有淨電子自旋的氮空位中心（NV 中心）。因yin此ci
，其qi作zuo用yong就jiu如ru同tong微wei小xiao的de條tiao形xing磁ci鐵tie。當dang綠lv色se激ji光guang照zhao上shang時shi，就jiu會hui發fa出chu紅hong色se熒ying光guang信xin號hao。通tong過guo加jia入ru適shi當dang的de微wei波bo磁ci場chang，這zhe種zhong熒ying光guang信xin號hao就jiu會hui對dui外wai部bu磁ci場chang表biao現xian得de非fei常chang敏min感gan，可ke以yi用yong來lai精jing準zhun測ce量liang神shen經jing信xin號hao。

圖（二）帶有定製化集成電路和量子傳感器的測試PCB

圖（三）用顯微鏡測試PCB上的ASIC

控製氮空位中心自旋所需的微波磁場是由合適的線圈產生，並由微波發射器驅動。這個發射器的基帶信號由任意波形發生器（AWG）產chan生sheng
，以yi提ti供gong所suo需xu的de載zai波bo信xin號hao相xiang位wei和he幅fu度du調tiao製zhi
，使shi激ji發fa信xin號hao在zai理li想xiang的de實shi驗yan條tiao件jian下xia更geng加jia穩wen定ding。隨sui後hou
，帶dai有you神shen經jing磁ci場chang信xin息xi的de熒ying光guang信xin號hao會hui由you光guang電dian二er極ji管guan捕bu獲huo
、放大、濾波和數字化，以便進行高級信號處理。

Spectrum儀yi器qi公gong司si的de產chan品pin能neng夠gou在zai眾zhong多duo競jing品pin中zhong多duo穎ying而er出chu的de原yuan因yin有you很hen多duo。首shou先xian
，它ta們men具ju備bei極ji高gao的de動dong態tai範fan圍wei且qie噪zao音yin性xing能neng表biao現xian極ji佳jia
，這zhe對dui於yu捕bu捉zhuo微wei弱ruo信xin號hao至zhi關guan重zhong要yao。其qi次ci
，產chan品pin速su度du非fei常chang快kuai
，能neng夠gou捕bu捉zhuo與yu高gao級ji脈mai衝chong激ji發fa方fang案an相xiang關guan的de快kuai速su信xin號hao，這zhe就jiu需xu要yao帶dai寬kuan至zhi少shao超chao過guo100 MHz以上。第三
，從性能與價格的角度來看
，Spectrumyiqidechanpinjuyoujigaodexingjiabi。zuihou
，gaoyuxingyejizhundewunianzhibaogengjialingrenfangxin。yibanlaijiang，ruguoyanjiuzhongdezujianzaiwunianneisunhuai，hennanhuodezijinlaigenghuanguzhangshebei。

M5i.3357數字化儀旗艦產品
，采樣率為10 GS/s，分辨率為12位
暢銷產品AWG M4x.6631，輸出率為1.25 GS/s，分辨率為16位

目前

，量子傳感器探頭約為一個火柴盒大小。未來，其體積將縮小至1lifanglimizuoyou
，bingjiangyudianzichuliqihedianchigongtongzhifangyuyigedahaohuochaihedaxiaodekongzhihezhong。qimubiaoshitongguoweidianziheguangzijichengjishujinyibusuoxiaokongzhihe，yanchangdianchishouming，shishebeidianchideshiyongshijiannenggouchangdayitian。gaixiliejiazhiyujizaiweilai3、4年可投入使用。

圖二與圖三版權均為斯圖加特大學Max Kovalenko所有

關於Spectrum儀器

Spectrum儀器公司成立於1989年，采用獨特的模塊化理念設計和生產了200多種數字化儀和發生器產品
，其中包括PC卡（PCIe和PXIe）以及獨立的以太網設備（LXI）。三十多年來
，Spectrum儀器的客戶遍布全球，產品也被眾多行業的領軍企業和知名大學使用。Spectrum儀器總部位於德國漢堡附近
，旗下產品均享受5年質保以及來自工程師團隊的卓越服務。更多詳情

，請訪問公司官網www.spectrum-instrumentation.com 。