211service.com
Ordinateur à un millimètre cube
Un nouveau capteur informatique sans fil de seulement un millimètre cube pourrait éventuellement être implanté dans les yeux des personnes atteintes de glaucome, prenant des mesures de pression 24 heures sur 24 et transmettant les données aux médecins.
Petit capteur : Ce capteur de pression sans fil pourrait éventuellement être implanté dans l'œil des patients atteints de glaucome.
Le nouvel appareil contient un processeur, une mémoire, un capteur de pression, une cellule solaire, une pile au lithium à couche mince et un émetteur dans un petit rectangle de verre. Des chercheurs de l'Université du Michigan ont rendu compte de l'appareil plus tôt cette semaine lors de la Conférence internationale sur les circuits à semi-conducteurs à San Francisco.
Le capteur prend des lectures de pression toutes les 15 minutes et les stocke en mémoire jusqu'à ce qu'elles puissent être téléchargées sur un appareil externe. La cellule solaire, qui ne mesure que 0,07 millimètre carré, recharge constamment la batterie ; il faut soit 1,5 heures de soleil ou 10 heures de lumière intérieure pour le charger complètement.
Denis Sylvestre , ingénieur électricien à l'Université du Michigan, affirme que la véritable contrainte pour réduire l'appareil n'était pas la taille des circuits, mais la faible quantité d'énergie que sa batterie était capable de fournir. Ainsi, chaque composant a été conçu pour utiliser le moins d'énergie possible.
En fait, dit David Blaauw , un ingénieur électricien de l'Université du Michigan qui a co-écrit l'article, réduire les besoins en énergie signifiait rendre les circuits plus gros qu'ils ne devaient l'être. Des circuits plus petits auraient perdu plus de courant, nécessitant une batterie plus grosse et rendant l'ensemble plus grand. Les circuits ont donc été fabriqués à l'aide d'un processus vieux de dix ans qui donne des tailles de caractéristiques de 180 nanomètres, plutôt que la norme moderne de 32 nanomètres.
Pendant ce temps, les cellules de mémoire ont dû être repensées pour ne fonctionner qu'à environ 400 millivolts au lieu du volt habituel. Les chercheurs ont également utilisé des transistors à déclenchement de puissance spéciaux capables de couper presque complètement le courant lorsque l'appareil est en veille.
Le résultat est un capteur qui ne consomme que 5,3 nanowatts en moyenne. Mais l'économie d'énergie a un coût. Le processeur fonctionne à seulement 100 kilohertz (contre environ 1 gigahertz dans un smartphone) ; la mémoire a une capacité de seulement 4 000 bits ; et l'émetteur-récepteur sans fil a une portée d'environ 10 centimètres seulement. Pourtant, cela suffit pour prendre une lecture de pression et la stocker pendant plusieurs jours.
Dans un autre article, l'ingénieur électricien de l'Université du Michigan, David D. Wentzloff, a signalé une radio miniature avancée qui pourrait étendre la portée de transmission des petits capteurs, leur permettant de se mettre en réseau.
Les radios utilisent normalement un cristal de quartz ou un autre oscillateur pour servir de référence lors du réglage de la fréquence radio. Mais l'oscillateur ajoute du volume, ce qui rend difficile la réduction de la radio à une taille millimétrique. La radio de Wentzloff, cependant, profite du fait que chaque antenne a une fréquence de résonance naturelle qui varie en fonction de ses dimensions. Wentzloff a créé un circuit qui mesure cette fréquence de résonance et l'utilise pour régler la fréquence radio. À terme, dit-il, les minuscules radios pourraient avoir une portée de un à 10 mètres, permettant aux réseaux de capteurs de communiquer entre eux.
De minuscules capteurs pourraient être utilisés pour d'autres surveillances biomédicales, telles que le suivi de la progression des tumeurs. Ils peuvent également être utilisés pour surveiller l'environnement à la recherche de polluants ou pour assurer la surveillance d'applications militaires ou de sécurité.