Crédito:Universidad de Michigan
El anuncio de IBM de que habían producido la computadora más pequeña del mundo en marzo levantó algunas cejas en la Universidad de Michigan. hogar del anterior campeón de la informática diminuta.
Ahora, el equipo de Michigan se ha reducido aún más, con un dispositivo que mide sólo 0,3 mm de lado, empequeñecido por un grano de arroz.
La razón de la curiosidad es que la afirmación de IBM exige un reexamen de lo que constituye una computadora. Sistemas anteriores, incluido el Michigan Micro Mote de 2x2x4 mm, conservan su programación y datos incluso cuando no tienen alimentación externa.
Desenchufe una computadora de escritorio, y su programa y sus datos todavía están allí cuando se inicia una vez que se recupera la energía. Estos nuevos microdispositivos, de IBM y ahora de Michigan, pierden toda la programación y los datos anteriores tan pronto como pierden energía.
"No estamos seguros de si deberían llamarse computadoras o no. Es más una cuestión de opinión si tienen la funcionalidad mínima requerida, "dijo David Blaauw, profesor de ingeniería eléctrica e informática, quien lideró el desarrollo del nuevo sistema junto con Dennis Sylvester, también profesor de ECE, y Jamie Phillips, un profesor Arthur F. Thurnau y profesor de ECE.
Además de la RAM y la fotovoltaica, los nuevos dispositivos informáticos tienen procesadores y transmisores y receptores inalámbricos. Debido a que son demasiado pequeños para tener antenas de radio convencionales, reciben y transmiten datos con luz visible. Una estación base proporciona luz para la alimentación y la programación, y recibe los datos.
Uno de los grandes desafíos para hacer una computadora de aproximadamente una décima parte del tamaño de la de IBM fue cómo funcionar a muy baja potencia cuando el paquete del sistema tenía que ser transparente. La luz de la estación base, y del propio LED de transmisión del dispositivo, puede inducir corrientes en sus pequeños circuitos.
"Básicamente, tuvimos que inventar nuevas formas de abordar el diseño de circuitos que serían igualmente de bajo consumo pero que también podrían tolerar la luz, "Dijo Blaauw.
Por ejemplo, eso significaba intercambiar diodos, que pueden actuar como pequeñas células solares, para condensadores conmutados.
Otro desafío fue lograr una alta precisión mientras se ejecutaba con baja potencia, que produce muchas de las señales eléctricas habituales (como carga, corriente y voltaje) más ruidoso.
Diseñado como un sensor de temperatura de precisión, el nuevo dispositivo convierte las temperaturas en intervalos de tiempo, definido con pulsos electrónicos. Los intervalos se miden en el chip contra un intervalo de tiempo constante enviado por la estación base y luego se convierten en una temperatura. Como resultado, la computadora puede informar temperaturas en regiones minúsculas, como un grupo de células, con un error de aproximadamente 0,1 grados Celsius.
El sistema es muy flexible y podría reinventarse para una variedad de propósitos, pero el equipo eligió mediciones de temperatura de precisión debido a una necesidad en oncología. Su colaborador de larga data, Gary Luker, profesor de radiología e ingeniería biomédica, quiere responder preguntas sobre la temperatura en los tumores.
Algunos estudios sugieren que los tumores se calientan más que el tejido normal, pero los datos no son lo suficientemente sólidos como para confiar en el tema. La temperatura también puede ayudar a evaluar los tratamientos contra el cáncer.
"Dado que el sensor de temperatura es pequeño y biocompatible, podemos implantarlo en un ratón y las células cancerosas crecen a su alrededor, ", Dijo Luker." Estamos utilizando este sensor de temperatura para investigar las variaciones de temperatura dentro de un tumor en comparación con el tejido normal y si podemos utilizar los cambios de temperatura para determinar el éxito o el fracaso de la terapia ".
Incluso mientras se llevan a cabo los experimentos de Luker, Blaauw, Sylvester y Phillips esperan los propósitos que otros encontrarán para su último dispositivo de microcomputación.
"Cuando creamos nuestro sistema milimétrico, en realidad, no sabíamos exactamente todas las cosas para las que sería útil. Pero una vez que lo publicamos, comenzamos a recibir docenas y docenas y docenas de consultas, "Dijo Blaauw.
Y ese dispositivo el Michigan Micro Mote, puede llegar a ser la computadora más pequeña del mundo aún, dependiendo de lo que la comunidad decida que son los requisitos mínimos de una computadora.
¿De qué sirve una pequeña computadora? Aplicaciones del Michigan Micro Mote:
El estudio se presentó el 21 de junio en los Simposios de tecnología y circuitos VLSI de 2018. El documento se titula "Un sistema de sensor inalámbrico y sin batería de 0.04 mm3 16nW con procesador Cortex-M0 + integrado y comunicación óptica para la medición de temperatura celular".
