211service.com
Vieno kubinio milimetro kompiuteris
Naujas, vos kubinio milimetro dydžio belaidis kompiuterio jutiklis ilgainiui galėtų būti implantuotas į glaukoma sergančių žmonių akis, matuojantis spaudimą 24 valandas per parą ir perduodantis duomenis gydytojams.
Mažas jutiklis: Šis belaidis slėgio jutiklis galiausiai gali būti implantuojamas į glaukoma sergančių pacientų akį.
Naujajame įrenginyje į mažą stiklinį stačiakampį supakuotas procesorius, atmintis, slėgio jutiklis, saulės elementas, plonasluoksnė ličio baterija ir siųstuvas. Mičigano universiteto mokslininkai pranešė apie įrenginį anksčiau šią savaitę Tarptautinėje kietojo kūno grandinių konferencijoje San Franciske.
Jutiklis kas 15 minučių nustato slėgio rodmenis ir išsaugo juos atmintyje, kol bus galima įkelti išorinį įrenginį. Vos 0,07 kvadratinio milimetro dydžio saulės elementas nuolat įkrauna bateriją; pilnai įkrauti reikia 1,5 valandos saulės arba 10 valandų patalpų apšvietimo.
Denisas Sylvesteris , elektros inžinierius iš Mičigano universiteto, teigia, kad tikrasis suvaržymas mažinant įrenginį buvo ne grandinių dydis, o nedidelis energijos kiekis, kurį galėjo užtikrinti jo baterija. Taigi kiekvienas komponentas buvo sukurtas taip, kad sunaudotų kuo mažiau energijos.
Tiesą sakant, sako Davidas Blaauwas , Mičigano universiteto elektros inžinierius, bendradarbiaujantis šio straipsnio autoriumi, sumažinus galios poreikį reiškė, kad grandinės buvo didesnės nei turėjo būti. Mažesnėse grandinėse būtų nutekėjusi daugiau srovės, todėl reikėjo didesnės baterijos ir visas paketas būtų didesnis. Taigi grandinės buvo sukurtos naudojant dešimties metų senumo procesą, kurio metu gaunami 180 nanometrų dydžiai, o ne šiuolaikinis 32 nanometrų standartas.
Tuo tarpu atminties ląstelės turėjo būti perkurtos, kad veiktų tik maždaug 400 milivoltų, o ne įprasto vieno volto. Tyrėjai taip pat naudojo specialius maitinimo blokavimo tranzistorius, galinčius beveik visiškai atjungti srovę, kai įrenginys miega.
Rezultatas – jutiklis, kuris vidutiniškai sunaudoja tik 5,3 nanovatus. Tačiau energijos taupymas kainuoja. Procesorius veikia tik 100 kilohercų dažniu (palyginti su maždaug 1 gigahercu išmaniajame telefone); atminties talpa yra tik 4000 bitų; o belaidžio siųstuvo-imtuvo veikimo nuotolis yra tik apie 10 centimetrų. Vis dėlto to pakanka, kad būtų galima išmatuoti slėgį ir laikyti jį keletą dienų.
Atskirame dokumente Mičigano universiteto elektros inžinierius Davidas D. Wentzloffas pranešė apie pažangų miniatiūrinį radiją, galinčią išplėsti mažų jutiklių perdavimo diapazoną, leidžiantį jiems prisijungti prie tinklo.
Radijas paprastai naudoja kvarco kristalą arba kitą osciliatorių, kad būtų naudojamas kaip atskaitos taškas reguliuojant radijo dažnį. Tačiau osciliatorius padidina tūrį, todėl radijo imtuvą sunku sumažinti iki milimetro dydžio. Tačiau Wentzloff radijas naudojasi tuo, kad kiekviena antena turi natūralų rezonanso dažnį, kuris skiriasi priklausomai nuo jos matmenų. Wentzloffas sukūrė grandinę, kuri matuoja šį rezonanso dažnį ir naudoja jį radijo dažniui derinti. Galų gale, anot jo, mažų radijo imtuvų nuotolis gali būti nuo vieno iki 10 metrų, todėl jutiklių tinklai galėtų susisiekti vienas su kitu.
Mažyčiai jutikliai galėtų būti naudojami kitam biomedicininiam stebėjimui, pavyzdžiui, auglių progreso stebėjimui. Jie taip pat gali būti naudojami teršalų aplinkai stebėti arba kariniams ar saugumo tikslams stebėti.