طراحی لنز هوشمند با قابلیت بینایی‌بخشی از سوی نخبه ایرانی برای اولین بار در دنیا/ از پلدختر تا هاروارد

گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، فاطمه صائبی صفت- همین امسال بود که خبر و ویدئویی در فضای مجازی درباره یک مخترع پلدختری دست به دست شد که در خارج از کشور موفق به ساخت یک لنز هوشمند با قابلیت بینایی بخشی شده و تحولی را در دنیای پزشکی به وجود آورده است.

نام این مخترع جوان ایرانی احسان کامرانی است. او متولد بهمن ۱۳۵۸ در پلدختر یکی از شهرستان‌های استان لرستان بوده و تا دبیرستان نیز در همین شهر تحصیل کرده است. برای دوره لیسانس رشته مهندسی پزشکی در دانشکده علوم پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی قبول شد و در واقع سری دوم دانشجویان رشته مهندسی پزشکی در ایران بود. در این دوره روی پردازش تصویر و سیگنال‌های پزشکی تحقیق کرد و همزمان با چند شرکت برای انجام کار‌های فنی و با بیمارستان‌ها برای انجام پروژه‌های تحقیقاتی به همراه دانشجو‌های دکتری فعالیت کرد.

با وجودی که در آن سال‌ها ارائه مقاله توسط دانشجویان دوره لیسانس زیاد باب نبود، او براساس کاری که در دوره کارشناسی روی تحلیل و مدلسازی سیستم بینایی انسان و همچنین شبیه‌سازی و استفاده از آن برای پیاده‌سازی سیستم‌های پردازش تصویری کرده بود، مقاله‌ای ارائه داد و این مقاله در کنفرانس بین‌المللی کامپیوتر رتبه اول را کسب کرد.

کامرانی بعد از دوره لیسانس، چون به کار‌های پزشکی و جراحی از راه دور علاقه‌مند شده بود، به دانشگاه تربیت مدرس رفت و رشته مهندسی برق، گرایش مهندسی کنترل و ابزار دقیق را انتخاب کرد. در این دوره حدود سال ۲۰۰۳ تحقیقاتی را انجام داد که ایده‌اش بسیار جدید و بکر در جهت جراحی و انجام کار‌های پزشکی از طریق اینترنت بود.

این مخترع جوان بعد از دوره فوق لیسانس حدود چهار سال را در ایران به عنوان هیات علمی و مدرس دانشگاه‌های لرستان، تهران، گیلان و سمنان مشغول به کار بود و پس از آن برای مقطع دکتری از بیش از ۲۰ دانشگاه از آمریکا، اروپا، استرالیا و آسیا پذیرش همراه با بورسیه کامل گرفت، اما در نهایت دانشگاه مونترال را انتخاب و به کانادا مهاجرت کرد و دکتری را در همان رشته مهندسی پزشکی خواند. در این دوران نیز مهم‌ترین کاری که انجام داد، ساخت دستگاه و روش جدیدی جهت تصویربرداری غیرتهاجمی از مغز انسان بود. فوق دکتری خود را در زمینه نور در پزشکی از دانشگاه‌های هاروارد و MIT آمریکا و همچنین در زمینه نانومواد هوشمند پزشکی از دانشگاه پوهانگ کره جنوبی کسب کرده و پس از آن در دانشگاه هاروارد امریکا مشغول به کار شد.

احسان کامرانی هم‌اکنون استاد دانشگاه‌های واترلو و MIT است و اخیرا نیز به عضویت هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی درآمده و کار تدریس و مشاوره را در این دانشگاه انجام می‌دهد.

تجهیزاتی که هم‌اکنون برای تصویربرداری مغز وجود دارند، بسیار حجیم، گران و نسبتا پیچیده هستند، ولی من در دوره دکتری روش جدیدی را ابداع کردم و دستگاه جدیدی را با کمک این روش ساختم که برخلاف دستگاه‌های MRI و سی‌تی‌اسکن بسیار ارزان، کوچک و بسیار هم ایمن است، همچنین برخلاف دستگاه‌های مرسوم نه تنها از نیروی الکترومغناطیس که در دراز مدت عوارضی را بر بدن به جا می‌گذارد، استفاده نمی‌کند، بلکه از یک تکنیک نوری و یک طول موج بالاتر از نور مرئی که «نیر اینفرارد» (۵۵۰ تا ۹۵۰ نانومتر) نامیده می‌شود، استفاده می‌شود که کاملا ایمن است و در دراز مدت هیچ عوارضی روی بدن ندارد؛ به‌خصوص در مورد بیماری‌هایی که در آن بیمار لازم است روزانه چندین بار و یا به صورت پیوسته اسکن مغز شود.

 

این روشی است که به تازگی و تحت عنوان «طیف‌سنجی عملکردی نزدیک به مادون قرمز» یا fNIRS (functional near infrared spectroscopy) برای تصویربرداری مغز رایج شده است، علاوه بر اینکه برای تشخیص بیماری‌های مغز و اعصاب مورد استفاده قرار می‌گیرد، یکی از مهم‌ترین کاربردهایش برای طراحی «رابط کاربری ماشین -مغز» است. در واقع با کمک این روش به راحتی می‌توان فرمان‌های مغزی افراد ناتوان -که نمی‌توانند فرمان‌های مغزی‌شان را به ماهیچه‌هایشان منتقل کنند- را آشکارسازی و مستقیما آن را به فعالیت‌های فیزیکی مثل به حرکت درآوردن و جهت‌یابی ویلچر تبدیل کرد. البته این روش فقط برای افراد ناتوان کاربرد ندارد و کاربرد‌های دیگر آن کاملا وارد داستان‌های علمی- تخیلی می‌شود؛ مثلا می‌توان از مدل‌های پیشرفته آن برای خواندن افکار و یا حتی کنترل مغز و اعمال و حرکات افراد استفاده کرد.

بعد‌ها هم فناوری و هم دستگاهی را که برای تصویربرداری مغز طراحی کرده بودم با کمک فناوری «سیماس» (CMOS) و فناوری نانو به صورت مدار‌های فشرده‌ای در قالب یک تراشه بسیار کوچک درآوردم.