• 集成电路发明于 20 世纪 50 年代,如今已无处不在。微电子技术的主要优势: • 单位材料和制造成本低廉 • 可以集成组件 • 微米和纳米级出现新的可能性
近年来,仿生微纳米技术发展迅猛,为制药和生物医学领域带来了重大进展[1]。此类技术的进步促进了新型材料、工具和设备的开发,并具有多种应用。生物微机电系统 (BioMEMS) 是通过微米和/或纳米级制造工艺构建的设备或系统,用于处理、输送、改变、分析或合成生物和化学单元 [2]。BioMEMS 的跨学科性质使其在从生物医学领域到电气工程等各种领域都有应用,例如基因组学 [3]、分子诊断学、即时诊断 [4]、组织工程 [5]、单细胞分析 [6] 和可植入微型设备 [6]。与传统方法相比,BioMEMS 具有多种值得研究的优势,包括设备尺寸紧凑、移动性强、复制可靠性高、高通量性能、多功能性和潜在的自动化。尺寸较小具有明显的优势,因为这些设备可以小型化,从而降低设备制造成本[7]。此外,BioMEMS 设备还具有多种功能,可以将单独的工具集成到单个设备中。这反过来又促进了自动化分析,最大限度地减少了人工参与,这是此类设备的一个关键方面。这一点至关重要,特别是在处理未知或新发现的严重疾病时。由于其便携性强、重量轻,此类设备非常适合在没有集中实验室的偏远和/或农村地区使用[8]。目前,BioMEMS 是世界上发展最快的技术之一;由于其应用范围,它可能被用于包括医疗保健部门在内的各种行业,特别是医疗机构和医院[9]。自从 20 世纪 90 年代首次使用 BioMEMS 这一术语以来,有关该主题的出版物数量一直在稳步增长[10]。根据 Clarivate Analytics 的数据,每年包含“BioMEMS”作为关键词的引用量从 1900 年代后期的不到 100 次增加到 2021 年的 2400 多次 [11]。BioMEMS 根据其应用分为两大类:一类是为生物医学应用而设计的,例如惯性传感器;另一类是结合微加工 [12] 和微电子方法来获取、感知或操纵化学或生物物质 [13]。生物材料经常用于制造 BioMEMS。它们由生物矿物(维持负荷)和有机材料(提供变形能力)组成。它们中的大多数是不断浸泡在体液中的复合材料,其特性和结构由存在成分的物理和化学性质及其相对量决定 [14]。自组织、自修复能力、复杂结构和多功能性是启发科学家设计新型生物材料的基本特征。它们可以通过应用
课程编号 课程名称 学期 成绩 BME 6105 生物材料 BME 6324 干细胞工程 BME 6334 组织工程 BME 6390 神经工程 BME 6585 微流体和 BioMEMS 的高级主题 BME 6718 生物神经网络的计算建模 CAP 5615 神经网络简介 CAP 6411 视觉基础 CAP 6512 进化计算 CAP 6546 生物信息学的数据挖掘 CAP 6673 数据挖掘和机器学习 COT 5930 医学信息系统(计算机科学主题) EEE 5286 生物信号处理 EEE 5425 纳米生物技术 EEL 5661 机器人应用 EEL 6819 神经复合体和人工神经网络 EEL 6935 生物特征模式识别(专题) EEL 6935 医学成像(专题) EML 6930 机器人技术简介 (专题)
标题:创新的生物杂交机器人技术:用于机器人进步的生物和人工系统的整合生物:Shoji Takeuchi收到了B.E,M.E。和Eng博士。1995年,1997年和2000年分别来自东京,日本东京大学的机械工程学位。他目前是东京大学信息科学技术研究生院机械信息学系教授。他撰写了230多个同行评审的出版物,并提交了140多种专利。他获得了许多荣誉,包括年轻科学家奖,2010年日本促进科学促进学会的JSP奖,2015年的ACS分析化学奖和联合国教科文组织NetExplo奖获得者2019年。JSME Micro-Nano科学技术成就奖,于2022年。他目前的研究兴趣包括培养的肉,3D组织制造,生物膜,可植入的设备,人造脂质双层系统和生物杂种机。
BioMEMS 组,IEMN(UMR 8520 - 法国里尔北部大学)*BP 60069,Avenue Poincaré,59652 Villeneuve d'Ascq cedex,法国 – vincent.senez@isen.fr 摘要:本文介绍了一种使用无源阀门的模拟数字微流体转换器 (ADMC),能够将连续液体流转换为液滴,以实现介电电润湿 (EWOD) 驱动。使用 COMSOL Multiphysics 的微流体应用模式优化了阀门校准、几何特性和损耗减少。关键词:EWOD、片上实验室、微流体。1. 简介微流体装置可以处理微量液体,无论是微通道中的连续流还是疏水表面上的液滴。到目前为止,大多数片上实验室 (LOC) 只采用这两种技术中的一种实现。然而,通过与微电子系统类比,人们很容易理解,根据操作的不同,这两种技术都有各自的优点和缺点。因此,必须研究能够将连续流转换为液滴,反过来,能够将液滴转换为连续流的系统。借助使用 COMSOL Multiphysics 的数值模拟,我们设计了一个模拟(连续流)到数字(液滴位移)微流体转换器 (ADMC)。本文的第二部分介绍了数值模型及其校准,第三部分专门介绍 ADMC 的设计和模拟分析。
Danilo De Marchi Full Professor at Politecnico di Torino, Department of Electronics and Telecommunications, with the tenures of “Introduction to MEMS and BioMEMS” for Biomedical and Electronics Engineering, of “Design of Microsystems” for Electronics Engineering and Nanotechnologies for ICT, of “Bio-NanoElectronics” for the PhD School in Electronics and电信和生物医学工程学士学位的“电子设备”。EPFL Lausanne(2019)和特拉维夫大学(2018-2021)的访问教授。访问科学家(2018年)在麻省理工学院和哈佛医学院的姐妹(用于康复科学的智能电子物联网系统)。在国际期刊和同行评审的会议记录中的5项专利和300多家科学出版物的作者和合着者。领导着政治上的地雷(微型和纳米电子系统)实验室,并协调了Politecnico di Torino(IIT@DET)的意大利理工学院微电子学院。IEEE传感器委员会成员,BioCAS技术委员会成员,IEEE传感器杂志的副编辑,IEEE Open Medicine and Biology in Medicine and Biology(OJ-EMB)和Springer-Nature Journal Bionanoscience的IEEE Open Journal。IEEE的高级成员。 2017年在都灵举行的IEEE Biocas(生物医学电路和系统)会议的总主席。 IEEE ICECS 2019,IEEE BIOCAS 2021和IEEE BIOOCAS 2022会议的IEEE IEEE IEEE 2019,IEEE IEEE联合主席。 创始人在2017年的IEEE FoodCas研讨会(食品奇兰的电路和系统)。IEEE的高级成员。2017年在都灵举行的IEEE Biocas(生物医学电路和系统)会议的总主席。IEEE ICECS 2019,IEEE BIOCAS 2021和IEEE BIOOCAS 2022会议的IEEE IEEE IEEE 2019,IEEE IEEE联合主席。创始人在2017年的IEEE FoodCas研讨会(食品奇兰的电路和系统)。最近,IEEE Agrifood Electronics和会议咖啡馆(Agrifood Electronics会议)的创始人是2022年9月28日至29日的持续行动。
课程编号 课程名称 学期 成绩 BME 5052L 生物医学工程实验室 BME 5930L 微制造实验室 BME 5313 BME 细胞生物学和生理学 BME 5742 生物系统建模与控制 BME 5537 生物成像 BME 6105 生物材料 BME 5937 生物信号处理 BME 6585 微流体和 BioMEMS 简介 BME 6572 纳米技术 BME 5425 纳米生物技术简介 BME 6324 干细胞工程 BME 6334 组织工程 BME 6390 神经工程 BME 6718 生物神经网络的计算建模 BME 6762 生物信息学:生物医学视角 BME 6930 高级生物机器人 BME 5930 生物医学仪器与测量 BME 6930 生物传感与生物光子学 BME 5930 脑机接口 BME 5930 生物力学 BME 6930 药物输送 BME 5930 骨科生物力学 BME 6930 脑机接口中的有限元分析 BME 5930 生物医学工程研究方法 BME 5930 神经力学 CAP 5615 神经网络简介 CAP 6411 视觉基础 CAP 6546 生物信息学数据挖掘 CAP 6619 深度学习 COT 5930 医疗信息系统(计算机科学主题) COT 5930 数字图像处理(计算机科学主题) COT 6930 计算数据驱动建模 EEL 5661 机器人应用 EEL 6819 神经复合体和人工神经网络 + :BME、EECS、OME 和 CEGE 提供的任何其他研究生课程均可经许可被视为技术组 A 选修课该项目的顾问。
课程号课程名称学期BME 5052L生物医学工程实验室BME 5930L MicroFarbicry Laboratory BME BME 5313 BME细胞生物学和生理学BME 5742生物系统建模和控制BME BME BME 4536/5536/5537 BioImaging BME 4509/610/6105 BME-610/59/59/59/59/59/4559/45559/ BME 4581/6585 Intro to Microfluidics and BioMEMS BME 4571/6572 Nanotechnology BME/EEE 4574/5425 Introduction to Nanobiotechnology BME 6324 Stem Cell Engineering BME 6334 Tissue Engineering BME 6390 Neural Engineering BME 6718 Computational Modeling of Biological Neural Networks BME 6762 Bioinformatics: Biomedical Perspectives BME 4930/6930 Advanced BioRobotics BME 4503C/5930 Biomedical Instrumentation and Measurements BME 4930/6930 Introduction to Biosensing and Biophotonics BME 4930/5930 Brain-machine interface BME 4930/5930 Biomechanics BME 4930/6930药物输送BME 4930/5930骨科生物力学BME BME 4930/6930 BME BME BME 4930/5930生物医学工程研究BME研究BME 4930/5930/5930 Neuromegranics CAP 5615 NEUROMENIC CAP 5615 CAP 6411的NEURomegranics CAP 655的方法中的有限元分析BME BME 4930/5930 bme 4930/5930方法。 6619 Deep Learning COT 5930 Medical Information Systems (Topics in Computer Science) COT 5930 Digital Image Processing (Topics in Computer Science) COT 6930 Computational Data-Driven Modeling EEL 5661 Robotic Applications EEL 6819 Neural Complex and Artificial Neural Networks + : Any other graduate level courses offered by BME, EECS, OME, and CEGE can be considered a technical group A elective by permission of the计划的顾问。
●VLSI电路和设计:ASIC和FPGA设计,微处理器/微观构造,嵌入式处理器,高速/低功率电路,模拟/数字/混合信号系统,NOC,SOC,SOC,SOC,IOT,IOT,IOT,IOT,IOT,IOT,IOT,IOT,互连,记忆,生物启动和神经循环循环和系统循环,循环循环和系统,循环循环和系统循环,以及系统循环,循环和系统循环,以及循环循环,以及循环循环,以及循环循环循环和系统综合,生物传感器,生物学和生物医学系统的CAD工具,可植入和可穿戴设备,用于VLSI设计和优化的机器学习●IoT和智能系统:物联网的电路,计算,处理和设计以及智能城市,智能城市,智能医疗保健,智能运输,智能Grid>>;网络物理系统,边缘计算,物联网的机器学习,tinyml。●计算机辅助设计(CAD):硬件/软件共同设计,高级合成,逻辑合成,仿真和正式验证,布局,制造,算法和复杂性分析,物理设计(位置,路线,CTS),静态时间和电源分析,信号和电源的稳定性,信号和电源,用于CAD和EDA设计。●测试,可靠性,容错:数字/模拟/混合信号测试,可靠性,鲁棒性,静态/动态缺陷和故障可追溯性,变异感知设计,学习辅助测试。●新兴计算和频率后技术:纳米技术,量子计算,近似和随机计算,传感器和传感器网络,CMOS后VLSI。●硬件安全性:可信赖的IC,IP保护,硬件安全原始图,逆向工程,硬件木马,侧通道分析,CPS/IOT安全性,用于HW Security的机器学习。●用于机器学习和人工智能的VLSI:用于机器学习的硬件加速器,用于深度学习的新型体系结构,脑力启发的计算,大数据计算,强化学习,云计算的云计算(IOT)设备。●微电体系统教育:使用ASIC,FPGA,Multicore,GPU,TPU等多种技术的教学创新,包括新课程和实验室,评估方法,远程学习,教科书,教科书,行业和学术项目,工业和学术协作计划和教学的教育技术。