I chip senza batteria, alimentati dal calore corporeo

I chip senza batteria, alimentati dal calore corporeo

La promessa dell’Internet delle Cose è, in un certo senso, la passività. Le nostre case e i nostri uffici ci monitorano e rispondono senza alcun bisogno di istruzioni alle nostre necessità. Affinché questa miriade di minuscoli sensori intorno a noi, e gli oggetti cui saranno connessi, diventino pratici, dovremo sostituire gli odierni dispositivi con alternative più autosufficienti dal punto di vista energetico. Un nuovo design per microchip con consumo energetico ridottissimo potrebbe aiutare a rendere questa promessa una realtà.

Normalmente, in base al superamento o meno di un valore soglia con la propria carica, i transistor nei circuiti sono accesi, con una corrente elettrica che passa al loro interno, o spenti, senza alcuna corrente elettrica che passa al loro interno. In realtà, però, una piccola quantità di corrente riesce a trapelare all’interno della maggior parte dei transistor anche quando sono tecnicamente spenti. Per certe funzioni, i chip possono essere progettati in maniera tale da sfruttare questo fenomeno e utilizzare questa corrente, riducendo considerevolmente la loro necessità di passare a uno stato “acceso” più esigente dal punto di vista energetico.

Una startup della Virginia di nome PsiKickdell’applicazione, consuma fra l’1 e lo 0.1 percento dell’energia consumata da un analogo chip disponibile sul mercato, spiega il co-fondatore della startup, David Wentzloff.

Wentzloff e il socio co-fondatore Brenton Calhounhanno lavorato assieme all’università nel laboratorioEnergy-Efficient Circuits and Systemsdi Anantha Chandrakasan, al MIT.
I due sono in seguito divenuti professori presso l’Università del Michigan e l’Università della Virginia rispettivamente, ma hanno continuato a collaborare. La loro startup mira a vendere il suo primo chip nel 2015.

Wentzloff e Calhoun non sono gli unici a sviluppare quelli che sono conosciuti come microchip “sub-threshold”. Altri, fra cui la ARM Holdings, la società britannica di microchip che detiene le licenze di diversi processori mobile, e IMEC, un centro di ricerca microelettronica in Belgio.

Un consumo così basso significa che il chip della PsiKick è in grado di operare persino con quelle piccole quantità di energia che possono essere raccolte senza utilizzare la batteria. Wentzloff e Calhoun hanno collaudato il loro chip in un monitor EKG indossabile che è alimentato interamente dal calore corporeo. Stando a Wentzloff, grazie anche ad altre tecniche di risparmio energetico, il dispositivo ha richiesto appena lo 0.1 percento dell’energia consumata da un monitor EKG tradizionale.

In futuro, l’energia potrebbe provenire da un piccolo pannello solare, un’antenna che raccoglie l’energia delle onde radio nell’ambiente, un materiale termoelettrico che assorbe il calore corporeo, oppure dispositivi piezoelettrici che raccolgono l’energia dai movimenti.

X