211service.com
Viena kubikmilimetra dators
Jauns bezvadu datora sensors, kura izmērs ir tikai kubikmilimetrs, galu galā varētu tikt implantēts cilvēku ar glaukomu acīs, veicot spiediena mērījumus 24 stundas diennaktī un nosūtot datus ārstiem.
Mazs sensors: Šo bezvadu spiediena sensoru galu galā varētu implantēt glaukomas pacientu acī.
Jaunajā ierīcē ir ievietots procesors, atmiņa, spiediena sensors, saules baterija, plānslāņa litija akumulators un raidītājs mazā stikla taisnstūrī. Mičiganas Universitātes pētnieki ziņoja par ierīci šīs nedēļas sākumā Starptautiskajā cietvielu shēmu konferencē Sanfrancisko.
Sensors veic spiediena rādījumus ik pēc 15 minūtēm un saglabā tos atmiņā, līdz tos var augšupielādēt ārējā ierīcē. Saules baterija, kuras izmērs ir tikai 0,07 kvadrātmilimetrus, pastāvīgi uzlādē akumulatoru; Lai to pilnībā uzlādētu, ir nepieciešamas vai nu 1,5 stundas saules gaismas, vai 10 stundas iekštelpu apgaismojuma.
Deniss Silvestrs , elektroinženieris Mičiganas Universitātē, saka, ka patiesais ierobežojums ierīces saraušanai nebija ķēžu lielums, bet gan nelielais enerģijas daudzums, ko spēja nodrošināt tās akumulators. Tāpēc katra sastāvdaļa tika izstrādāta tā, lai izmantotu pēc iespējas mazāku jaudu.
Patiesībā, saka Deivids Blauvs , Mičiganas Universitātes elektroinženieris, kurš bija papīra līdzautors, samazinot enerģijas prasības, kas nozīmēja, ka ķēdes bija lielākas, nekā tām vajadzēja būt. Mazākām shēmām būtu noplūdis vairāk strāvas, tādēļ būtu nepieciešams lielāks akumulators un visa pakete būtu lielāka. Tātad ķēdes tika izgatavotas, izmantojot desmit gadus vecu procesu, kas nodrošina 180 nanometru lielumu, nevis mūsdienu standartu 32 nanometri.
Tikmēr atmiņas šūnas bija jāpārveido, lai tās parastā viena volta vietā strādātu tikai ar aptuveni 400 milivoltiem. Pētnieki izmantoja arī īpašus strāvas padeves tranzistorus, kas spēj gandrīz pilnībā atslēgt strāvu, kad ierīce ir miega režīmā.
Rezultāts ir sensors, kas vidēji patērē tikai 5,3 nanovatus. Bet enerģijas taupīšanai ir jāmaksā. Procesors darbojas tikai ar 100 kilohercu frekvenci (salīdzinājumā ar aptuveni 1 gigahercu viedtālrunī); atmiņas ietilpība ir tikai 4000 biti; un bezvadu raiduztvērēja darbības rādiuss ir tikai aptuveni 10 centimetri. Tomēr ar to pietiek, lai nolasītu spiedienu un saglabātu to vairākas dienas.
Atsevišķā rakstā Mičiganas Universitātes elektroinženieris Deivids Venclofs ziņoja par modernu miniatūru radio, kas varētu paplašināt mazo sensoru pārraides diapazonu, ļaujot tiem izveidot tīklu kopā.
Radioaparāti parasti izmanto kvarca kristālu vai kādu citu oscilatoru, kas kalpo kā atsauce, regulējot radio frekvenci. Bet oscilators palielina apjomu, apgrūtinot radio saraušanu līdz milimetra izmēram. Tomēr Wentzloff radio izmanto to, ka katrai antenai ir dabiskās rezonanses frekvence, kas mainās atkarībā no tās izmēriem. Venclofs izveidoja ķēdi, kas mēra šo rezonanses frekvenci un izmanto to radio frekvences noregulēšanai. Galu galā, viņš saka, mazo radioaparātu darbības rādiuss varētu būt no viena līdz 10 metriem, ļaujot sensoru tīkliem sazināties vienam ar otru.
Nelielus sensorus varētu izmantot citai biomedicīniskai uzraudzībai, piemēram, audzēju progresa izsekošanai. Tos var izmantot arī, lai uzraudzītu vidi, vai tajā nav piesārņotāju, vai lai nodrošinātu uzraudzību militārām vai drošības vajadzībām.