HP MEMS possono scuotere il sensore di movimento

Quell'accelerometro del tuo nuovo iPhone 3GS deve sembrare abbastanza bello, passando dal telefono alla visualizzazione orizzontale e guidandoti attraverso i giochi di corse e tutto il resto. Ma non è nulla in confronto a ciò che Hewlett-Packard ha trovato.

Gli accelerometri, o sensori inerziali, sono dispositivi che rilevano shock, vibrazioni e cambiamenti di velocità. Quelli utilizzati nei telefoni cellulari e altri dispositivi consumer sono i MEMS (sistemi microelettromeccanici), circuiti essenzialmente integrati con parti mobili. Sebbene siano di piccole dimensioni e relativamente poco costosi, fino ad oggi non sono stati in grado di eguagliare i sensori più sensibili utilizzati negli aerei di linea e in altre applicazioni commerciali,

Ora l'azienda ha sviluppato un accelerometro MEMS che può fare il lavoro del sensori di fascia alta, che fino ad ora erano dispositivi meccanici delle dimensioni di un mattone che costava circa US $ 1.000 per asse, con ogni asse che percepiva il movimento in una direzione. Lo ha fatto in parte con la tecnologia sviluppata nella sua divisione stampanti, che utilizza un altro tipo di MEMS in testine di stampa. Per ora, questi sensori HP non sono abbastanza economici per l'elettronica di consumo, ma poiché sono MEMS, potrebbero arrivare in pochi anni. Nel frattempo, potrebbero rivoluzionare l'uso degli accelerometri negli edifici e nella geologia.

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I chip molto permalosi sono 1.000 volte più sensibili di quelli dei dispositivi consumer oggi, secondo HP. A dimostrazione di quanto siano sensibili, un biglietto da visita caduto a un'estremità di un tavolo genererebbe un segnale molto forte su uno di questi sensori all'altro capo, secondo David Erickson, direttore tecnico nell'Organizzazione per lo sviluppo tecnologico.

A causa delle loro dimensioni, dei costi e del basso consumo energetico, i nuovi sensori potrebbero essere utilizzati in grandi array distribuiti in un'area o in una struttura. HP sta parlando con i potenziali utenti su quali tipi di sensori inerziali miniaturizzati potrebbero utilizzare e l'azienda spera di venderli insieme a reti wireless, sistemi di archiviazione e data center per raccogliere, conservare ed elaborare le informazioni che escono dagli array.

Ad esempio, una vasta collezione di questi sensori sul San Francisco-Oakland Bay Bridge potrebbe aver fornito agli ingegneri informazioni critiche per aiutarli a prevenire la rottura del cavo la scorsa settimana che ha costretto il ponte a chiudere per sei giorni, ha detto Erickson. Alcune centinaia di MEMS attaccati al ponte avrebbero potuto rilevare come varie parti della struttura si muovessero in varie condizioni, come il vento o il traffico pesante. Confrontando tutti i dati raccolti con un modello di come il ponte dovrebbe muoversi, gli ingegneri potrebbero essere stati in grado di prevedere che una parte stava per cedere, ha detto. Questo tipo di monitoraggio della salute strutturale potrebbe essere applicato anche agli edifici, con molti piccoli dispositivi collegati a tutti i componenti strutturali.

Un'altra possibile applicazione è la mappatura geofisica, ovvero l'analisi mineraria, di perforazione e sismica quale risonanza magnetica) è alla medicina. Dopo aver piantato sensori sotterranei a intervalli regolari per formare una griglia, gli scienziati usano una mazza o un'esplosione per inviare una vibrazione attraverso il terreno. Queste vibrazioni rimbalzano sui vari materiali sotto la superficie e vengono rilevate dai sensori, quindi quando tutti i dati vengono combinati, formano una mappa virtuale.

HP ha progettato i suoi sensori inerziali con tre strati di silicio. All'interno dello strato centrale c'è una piccola massa mobile sospesa su molle, con elettrodi su entrambi i lati. Mentre la massa si muove, cambia i segnali tra gli elettrodi, e quel cambiamento è registrato come vibrazione o movimento, ha detto Erickson.

I chip, circa 5 millimetri quadrati per 2 mm di spessore, consumano solo circa 50 milliwatt di elettricità, secondo HP. A quel livello, potevano correre sul potere "raccolto" dall'ambiente circostante, ha detto Rich Duncombe, illustre tecnologo e stratega di HP. Le possibilità includono la raccolta di energia da onde radio o cambiamenti di temperatura nell'ambiente, o anche dal movimento stesso che i sensori stanno rilevando, ha detto.

La società di ricerca Gartner prevede che il mercato dei chip di sensori non ottici come MEMS cresca del 10% all'anno, da US $ 2,7 miliardi nel 2007 a circa $ 4,4 miliardi nel 2012. Questo è quasi il doppio del tasso di crescita del mercato globale dei semiconduttori, secondo Gartner. L'innovazione di HP con gli accelerometri MEMS, che supera i compromessi tra dimensioni, peso, costi e prestazioni, porterà probabilmente a maggiori volumi e prezzi più bassi, come è successo ad altre industrie di chip, ha detto l'analista di Gartner Jim Walker. i MEM sensibili si trasformano in prodotti di consumo, potrebbero offrire ai telefoni nuove interessanti funzionalità. Sono abbastanza sensibili da discernere la posizione, quindi gli utenti potrebbero costantemente sapere dove si trovavano anche nelle strade della città con scarsa copertura GPS, ha detto Erickson. Gartner's Walker pensa che l'assistenza sanitaria sia un'altra area in cui potrebbero tornare utili. Un sensore su un telefono cellulare potrebbe essere in grado di percepire il battito cardiaco dell'utente, rilevare un attacco di cuore e chiamare automaticamente i servizi di emergenza, ha detto.

HP è preoccupato per più di bridge, mining o telefoni cellulari. Vuole utilizzare i piccoli sensori inerziali come parte del Sistema Nervoso Centrale per la Terra, un ecosistema di informazioni composto da vari sensori legati a reti, storage, server e software in tutto il mondo. Ad esempio, tutti quei sensori installati in edifici e ponti potrebbero formare un gigantesco sismografo collettivo per aiutare gli scienziati a rilevare e prevedere i terremoti.

"Siamo solo in prima linea per capire veramente come si svilupperanno reti pervasive di questo tipo e come contribuiranno a (risolvere) i problemi più grandi che la società sta attraversando ", ha detto Duncombe di HP.