Crédito:Universidade de Michigan
O anúncio da IBM de que havia produzido o menor computador do mundo em março levantou algumas sobrancelhas na Universidade de Michigan, casa do campeão anterior da computação minúscula.
Agora, a equipe de Michigan ficou ainda menor, com um dispositivo que mede apenas 0,3 mm de lado - diminuído por um grão de arroz.
O motivo da curiosidade é que a afirmação da IBM exige um reexame do que constitui um computador. Sistemas anteriores, incluindo o Michigan Micro Mote 2x2x4mm, retêm sua programação e dados mesmo quando não são alimentados externamente.
Desconecte um computador desktop, e seu programa e dados ainda estão lá quando ele inicializa quando a energia é restaurada. Esses novos microdispositivos, da IBM e agora de Michigan, perdem toda a programação e dados anteriores assim que perdem energia.
“Não temos certeza se eles devem ser chamados de computadores ou não. É mais uma questão de opinião se eles têm a funcionalidade mínima necessária, "disse David Blaauw, professor de engenharia elétrica e da computação, que liderou o desenvolvimento do novo sistema junto com Dennis Sylvester, também professor de ECE, e Jamie Phillips, um Arthur F. Thurnau Professor e professor da ECE.
Além da RAM e fotovoltaica, os novos dispositivos de computação têm processadores e transmissores e receptores sem fio. Porque eles são muito pequenos para ter antenas de rádio convencionais, eles recebem e transmitem dados com luz visível. Uma estação base fornece luz para energia e programação, e recebe os dados.
Um dos grandes desafios em fazer um computador com cerca de 1/10 do tamanho do IBM era como funcionar com energia muito baixa quando o pacote do sistema precisava ser transparente. A luz da estação base - e do próprio LED de transmissão do dispositivo - pode induzir correntes em seus minúsculos circuitos.
"Basicamente, tivemos que inventar novas maneiras de abordar o design de circuitos que seriam igualmente de baixa potência, mas também poderiam tolerar a luz, "Blaauw disse.
Por exemplo, isso significava trocar diodos, que podem agir como minúsculas células solares, para capacitores comutados.
Outro desafio foi alcançar alta precisão enquanto rodava em baixa potência, o que produz muitos dos sinais elétricos usuais (como carga, corrente e tensão) mais barulhentas.
Projetado como um sensor de temperatura de precisão, o novo dispositivo converte temperaturas em intervalos de tempo, definido com pulsos eletrônicos. Os intervalos são medidos no chip em relação a um intervalo de tempo constante enviado pela estação base e então convertidos em uma temperatura. Como resultado, o computador pode relatar temperaturas em regiões minúsculas - como um agrupamento de células - com um erro de cerca de 0,1 grau Celsius.
O sistema é muito flexível e pode ser reinventado para uma variedade de finalidades, mas a equipe escolheu medições de temperatura de precisão devido à necessidade da oncologia. Seu colaborador de longa data, Gary Luker, professor de radiologia e engenharia biomédica, quer responder a perguntas sobre temperatura em tumores.
Alguns estudos sugerem que os tumores aquecem mais do que o tecido normal, mas os dados não são sólidos o suficiente para garantir a confiança sobre o assunto. A temperatura também pode ajudar na avaliação dos tratamentos contra o câncer.
"Como o sensor de temperatura é pequeno e biocompatível, podemos implantá-lo em um camundongo e as células cancerosas crescem ao redor dele, "Estamos usando este sensor de temperatura para investigar as variações de temperatura dentro de um tumor em relação ao tecido normal e se podemos usar as mudanças na temperatura para determinar o sucesso ou o fracasso da terapia", disse Luker.
Mesmo enquanto os experimentos de Luker são executados, Blaauw, Sylvester e Phillips aguardam os propósitos que os outros encontrarão para seu mais recente dispositivo de microcomputação.
"Quando fizemos nosso sistema milimétrico pela primeira vez, na verdade, não sabíamos exatamente todas as coisas para as quais ele seria útil. Mas uma vez que publicamos, começamos a receber dezenas e dezenas e dezenas de consultas, "Blaauw disse.
E esse dispositivo, o Michigan Micro Mote, pode acabar sendo o menor computador do mundo - dependendo do que a comunidade decidir serem os requisitos mínimos de um computador.
Para que serve um pequeno computador? Aplicações do Michigan Micro Mote:
O estudo foi apresentado em 21 de junho no Simpósio de Circuitos e Tecnologia VLSI de 2018. O artigo é intitulado "Um sistema de sensor sem fio e sem bateria de 0,04 mm3 16nW com processador Cortex-M0 + integrado e comunicação óptica para medição de temperatura celular."
