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Les MEMS HP pourraient secouer la détection de mouvement

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Anonim

Les accéléromètres, ou capteurs inertiels, sont des appareils qui détectent les chocs, les vibrations et les changements de vélocité. Ceux utilisés dans les téléphones portables et autres appareils grand public sont les MEMS (systèmes micro-électromécaniques), essentiellement des circuits intégrés avec des pièces mobiles. Bien que petit et relativement bon marché, ils n'ont pas été en mesure de faire correspondre les capteurs plus sensibles utilisés dans les avions et d'autres applications commerciales jusqu'à présent, selon HP.

Maintenant, la société a développé un accéléromètre MEMS qui peut faire le travail de des capteurs haut de gamme, qui jusqu'à présent ont été des dispositifs mécaniques de la taille d'une brique qui coûte environ 1 000 dollars par axe, chaque axe détectant un mouvement dans une direction. Il l'a fait en partie avec la technologie développée dans sa division d'imprimantes, qui utilise un autre type de MEMS dans les têtes d'impression. Pour l'instant, ces capteurs HP ne sont pas assez bon marché pour être utilisés dans l'électronique grand public, mais parce qu'ils sont des MEMS, ils peuvent y arriver dans quelques années. En attendant, ils pourraient révolutionner l'utilisation des accéléromètres dans les bâtiments et la géologie.

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Les puces très sensibles sont 1000 fois plus sensibles que celles des appareils grand public d'aujourd'hui, selon HP. Comme l'indique leur sensibilité, une carte de visite déposée à une extrémité d'une table génèrerait un très fort signal sur l'un de ces capteurs, selon David Erickson, directeur de l'ingénierie de l'Organisation de développement technologique.

En raison de leur taille, de leur coût et de leur faible consommation d'énergie, les nouveaux capteurs pourraient être utilisés dans de grands réseaux répartis dans une zone ou une structure. HP parle aux utilisateurs potentiels des types de capteurs inertiels miniatures qu'ils peuvent utiliser, et l'entreprise espère leur vendre les capteurs ainsi que les réseaux sans fil, les systèmes de stockage et les centres de données pour collecter, conserver et traiter les informations qui sortent des baies..

Par exemple, une grande collection de ces capteurs sur le pont San Francisco-Oakland Bay aurait pu fournir aux ingénieurs des informations cruciales pour les aider à éviter la rupture de câble la semaine dernière qui a forcé le pont à fermer pendant six jours. Quelques centaines de minuscules MEMS attachés au pont auraient pu sentir comment diverses parties de la structure se déplaçaient dans diverses conditions, telles que le vent ou la circulation dense. En comparant toutes les données qu'ils ont recueillies sur un modèle de la façon dont le pont doit se déplacer, les ingénieurs auraient pu prédire qu'une partie allait céder, at-il dit. Ce type de surveillance de la santé structurelle pourrait également être appliqué aux bâtiments, avec de nombreux petits dispositifs attachés à tous les composants structurels.

Une autre application possible est la cartographie géophysique, qui est à l'exploration minière, le forage et l'analyse sismique.) est à la médecine. Après avoir planté des capteurs de mouvement à intervalles réguliers pour former une grille, les scientifiques utilisent un marteau ou une explosion pour envoyer une vibration à travers le sol. Ces vibrations rebondissent sur les différents matériaux sous la surface et sont détectées par les capteurs. Ainsi, lorsque toutes les données sont combinées, elles forment une carte virtuelle.

HP a conçu ses capteurs inertiels avec trois couches de silicium. A l'intérieur de la couche intermédiaire se trouve une minuscule masse mobile suspendue à des ressorts, avec des électrodes de chaque côté. Comme la masse se déplace, il change les signaux entre les électrodes, et ce changement est enregistré comme vibration ou mouvement, a déclaré Erickson.

Les puces, d'environ 5 millimètres carrés par 2mm d'épaisseur, consomment seulement environ 50 milliwatts d'électricité, selon HP. À ce niveau, ils pourraient utiliser le pouvoir «récolté» de l'environnement, a déclaré Rich Duncombe, technologue et stratège distingué chez HP. Les possibilités comprennent la récupération de l'énergie des ondes radio ou des changements de température dans l'environnement, ou même du mouvement même que détectent les capteurs, a-t-il dit.

La société de recherche Gartner prévoit une croissance de 10% par an du marché des puces de détection non optiques telles que MEMS, qui passerait de 2,7 milliards USD en 2007 à environ 4,4 milliards USD en 2012. Cela représente près de deux fois le taux de croissance du marché des semi-conducteurs. Gartner. La percée de HP avec les accéléromètres MEMS, qui surmontent les compromis entre taille, poids, coût et performance, devrait conduire à des volumes plus élevés et à des prix plus bas, comme l'ont fait d'autres industries de puces, selon Jim Walker, analyste de Gartner. sensibles MEMS en faire des produits de consommation, ils pourraient donner aux téléphones de nouvelles fonctionnalités intéressantes. Ils sont assez sensibles pour discerner l'emplacement, de sorte que les utilisateurs peuvent toujours savoir où ils se trouvaient même dans les rues de la ville avec une couverture GPS médiocre, a déclaré Erickson. Gartner's Walker pense que les soins de santé sont un autre domaine où ils pourraient être utiles. Un capteur sur un téléphone portable peut être capable de sentir le rythme cardiaque de l'utilisateur, de détecter une crise cardiaque et d'appeler automatiquement les services d'urgence, dit-il.

HP se préoccupe plus que des ponts, des mines ou des téléphones portables. Il veut utiliser les minuscules capteurs inertiels dans le cadre du Système Nerveux Central de la Terre, un écosystème d'information composé de différents capteurs liés aux réseaux, au stockage, aux serveurs et aux logiciels du monde entier. Par exemple, tous ces capteurs installés dans les bâtiments et les ponts pourraient former un sismographe collectif géant pour aider les scientifiques à détecter et à prévoir les tremblements de terre.

«Nous sommes juste à la pointe de la compréhension de la façon dont les réseaux envahissants seront développés. comment ils vont contribuer à (résoudre) les problèmes plus vastes que la société est en train de traverser », a déclaré Duncombe de HP.