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Un chip sensore senza batteria per l'Internet delle cose
La promessa dell'Internet delle cose è, in un certo senso, la passività. Le nostre case e i nostri uffici ci monitoreranno e risponderanno ai nostri bisogni senza istruzioni. Ma affinché i minuscoli sensori wireless su di noi e le nostre cose siano davvero fattibili, dovremo sostituire i dispositivi che necessitano di energia di oggi con alternative più autosufficienti.
Chip a bassa potenza: Il primo chip a bassa potenza di PsiKick funziona con l'energia accumulata. Include solo un sottoinsieme di componenti che l'azienda prevede di incorporare nel suo primo chip disponibile in commercio.
Un nuovo tipo di design del microchip a bassissima potenza potrebbe aiutare a renderlo possibile.
Normalmente i transistor nei circuiti sono o accesi, con corrente che li attraversa, oppure spenti, senza corrente che li attraversa, a seconda che la loro tensione di alimentazione sia al di sopra o al di sotto di un certo valore di soglia. In realtà, però, una piccola quantità di corrente perde attraverso la maggior parte dei transistor anche quando sono tecnicamente spenti. Per determinate attività, i chip possono essere progettati per sfruttare questo fenomeno e utilizzare questa corrente, riducendo drasticamente la necessità di passare a uno stato di attivazione più intensivo.
Una startup con sede in Virginia chiamata PsiKick sta sviluppando uno di questi microchip per semplici compiti di rilevamento. A seconda dell'applicazione, consuma tra l'1 e lo 0,1 percento della potenza di chip comparabili sul mercato, afferma il cofondatore di PsiKick David Wentzloff .
Wentzloff e cofondatore Benton Calhoun hanno fatto il loro lavoro di laurea insieme in Anantha Chandrakasan's Circuiti e sistemi ad alta efficienza energetica laboratorio del MIT. I due sono diventati professori rispettivamente presso l'Università del Michigan e l'Università della Virginia, ma hanno continuato la loro collaborazione. La startup prevede di vendere i suoi primi chip nel 2015.
Wentzloff e Calhoun non sono gli unici a sviluppare i cosiddetti microchip sotto soglia. Altri che esplorano il concetto includono ARM Holdings, la società britannica di microchip che concede in licenza i progetti per molti processori mobili, e IMEC, un centro di ricerca microelettronica con sede in Belgio.
Richiedere così poca energia significa che il chip di PsiKick può funzionare anche con le piccole quantità di energia che possono essere recuperate senza utilizzare una batteria. Wentzloff e Calhoun hanno testato il design del loro chip in un monitor ECG indossabile che funziona interamente con il calore corporeo. Grazie ad altre tecniche di risparmio energetico, il dispositivo ha richiesto lo 0,1 percento della potenza consumata da un tipico monitor ECG, afferma Wentzloff.
In futuro, l'energia potrebbe provenire da un piccolo pannello solare; un'antenna che raccoglie l'energia delle onde radio ambientali; un materiale termoelettrico che assorbe il calore corporeo; o dispositivi piezoelettrici che raccolgono energia dal movimento.
Luis Ceze , professore associato di informatica e ingegneria presso l'Università di Washington, afferma di aver seguito il lavoro di Wentzloff e Calhoun e pensa che la loro tecnologia sia promettente.
Se si riesce effettivamente a progettare dispositivi che funzionano sfruttando la raccolta di energia, si apre un numero incredibile di applicazioni, afferma Ceze. Sta puntando verso una tendenza che penso sarà incredibilmente eccitante.