HP MEMS может встряхнуть обнаружение движения

Этот акселерометр в вашем новом iPhone 3GS должен казаться довольно крутым, переключая телефон на пейзаж и управляя вами через гоночные игры и все такое. Но это ничто по сравнению с тем, что придумал Hewlett-Packard.

Акселерометры или инерционные датчики - это устройства, которые воспринимают удары, вибрации и изменения скорости. Те, которые используются в сотовых телефонах и других потребительских устройствах, - MEMS (микроэлектромеханические системы), по существу, интегральные схемы с движущимися частями. Хотя они и небольшие, и относительно недорогие, до сих пор они не смогли сопоставить более чувствительные датчики, используемые в авиалайнерах и других коммерческих приложениях, по данным HP.

Теперь компания разработала акселерометр MEMS, который может выполнять работу высококачественные датчики, которые до сих пор были механическими устройствами размером кирпича, который стоил около 1000 долларов США за ось, причем каждая ось воспринимала движение в одном направлении. Это частично было связано с технологией, разработанной в подразделении принтера, в которой используется печатная головка другого типа MEMS. На данный момент эти датчики HP недостаточно дешевы, чтобы вставлять потребительскую электронику, но поскольку они MEMS, они могут попасть туда через несколько лет. В то же время они могут революционизировать использование акселерометров в зданиях и геологии.

[Читать дальше: Лучшие телефоны Android для каждого бюджета.]

Очень чувствительные чипы в 1000 раз более чувствительны, чем те, которые сегодня используются в потребительских устройствах, сообщает HP. По словам Дэвида Эриксона (David Erickson), менеджера по техническим вопросам в организации по разработке технологий, в качестве индикатора того, насколько чувствительны они, визитная карточка, упавшая на одном конце стола, создаст очень сильный сигнал на одном из этих датчиков. > Из-за их размера, стоимости и низкого энергопотребления новые датчики могут использоваться в больших массивах, распределенных по всей области или структуре. HP говорит с потенциальными пользователями о том, какие миниатюрные инерциальные датчики они могут использовать, и компания надеется продать им датчики вместе с беспроводными сетями, системами хранения данных и центрами обработки данных для сбора, хранения и обработки информации, поступающей из массивов.

Например, большая коллекция этих датчиков на мосту Сан-Франциско-Окленд Бэй-Бридж, возможно, предоставила инженерам критически важную информацию, чтобы помочь им предотвратить прорыв кабеля на прошлой неделе, который заставил мост закрыться в течение шести дней, сказал Эриксон. Несколько сот или около того крохотных MEMS, прикрепленных к мосту, могли понять, как различные части структуры перемещаются в различных условиях, таких как ветер или интенсивный трафик. Сравнивая все собранные данные с моделью того, как мост должен двигаться, инженеры, возможно, смогли предсказать, что часть будет уходить, сказал он. Подобный структурный мониторинг работоспособности также может быть применен к зданиям с множеством мелких устройств, прикрепленных ко всем структурным компонентам.

Другим возможным применением является геофизическое картирование, которое заключается в горном деле, бурении и сейсмическом анализе, что такое МРТ (магнитно-резонансная томография) относится к медицине. После посадки датчиков движения через определенные промежутки времени, чтобы сформировать сетку, ученые используют кувалду или взрыв, чтобы отправить вибрацию через землю. Эти вибрации отскакивают от различных материалов под поверхностью и обнаруживаются датчиками, поэтому, когда все данные объединены, он образует виртуальную карту.

HP разработала свои инерционные датчики с тремя слоями кремния. Внутри среднего слоя находится крошечная подвижная масса, подвешенная на пружинах, с электродами по обе стороны от нее. По мере того как масса движется, она меняет сигналы между электродами, и это изменение регистрируется как вибрация или движение, сказал Эриксон.

Чипы размером около 5 миллиметров на 2 мм, потребляют всего около 50 милливатт электроэнергии, согласно HP. На этом уровне они могли бы работать на мощности, «собранной» из окружающей среды, сказал Rich Duncombe, выдающийся технолог и стратег HP. Возможности включают в себя сбор энергии из радиоволн или изменение температуры в окружающей среде или даже от самого движения, которое обнаруживают датчики, сказал он.

Исследовательская компания Gartner ожидает, что рынок для оптических чипов, таких как MEMS, вырастет на 10 процентов в год, с 2,7 миллиарда долларов США в 2007 году до примерно 4,4 миллиарда долларов в 2012 году. Это почти в два раза превышает темпы роста общего рынка полупроводников, согласно Gartner. Прорыв HP с акселерометрами MEMS, который преодолевает компромисс между размером, весом, стоимостью и производительностью, скорее всего, приведет к увеличению объемов и снижению цен, как это произошло в других отраслях чипов, сказал аналитик Gartner Джим Уокер.

Если высокая чувствительные MEMS превращают его в потребительские продукты, они могут дать телефонам интересные новые возможности. Они достаточно чувствительны, чтобы различать местоположение, поэтому пользователи могут постоянно знать, где они находятся на городских улицах с плохим покрытием GPS, сказал Эриксон. Уокер Гартнера считает, что здравоохранение - это еще одна область, где они могут пригодиться. Датчик на сотовом телефоне может чувствовать сердцебиение пользователя, обнаруживать сердечный приступ и автоматически вызывать аварийные службы, сказал он.

HP обеспокоена более чем мостами, горными работами или сотовыми телефонами. Он хочет использовать крошечные инерционные датчики как часть Центральной нервной системы для Земли, информационную экосистему, состоящую из различных датчиков, привязанных к сетям, хранилищам, серверам и программному обеспечению по всему миру. Например, все эти датчики, установленные в зданиях и мостах, могут образовывать гигантский коллективный сейсмограф, чтобы помочь ученым обнаружить и предсказать землетрясения.

«Мы просто на переднем крае действительно понимаем, как будут развиваться широкомасштабные сети такого рода и как они будут способствовать (решению) больших проблем, с которыми общество работает, - сказал Данкомб в HP.