HP MEMS podría agitar la detección de movimiento

Ese acelerómetro en tu nuevo iPhone 3GS debe parecer genial, cambiando el teléfono a la vista del paisaje y guiándote por los juegos de carreras y todo. Pero no es nada comparado con lo que Hewlett-Packard ha inventado.

Los acelerómetros, o sensores de inercia, son dispositivos que detectan impactos, vibraciones y cambios en la velocidad. Los que se usan en teléfonos celulares y otros dispositivos de consumo son MEMS (sistemas microelectromecánicos), esencialmente circuitos integrados con partes móviles. Aunque pequeños y relativamente económicos, hasta ahora no han podido igualar los sensores más sensibles utilizados en aviones comerciales y otras aplicaciones comerciales, según HP.

Ahora la compañía ha desarrollado un acelerómetro MEMS que puede hacer el trabajo del sensores de alta gama, que hasta ahora han sido dispositivos mecánicos del tamaño de un ladrillo que cuestan alrededor de US $ 1,000 por eje, con cada eje detectando movimiento en una dirección. Lo hizo en parte con la tecnología desarrollada en su división de impresoras, que usa otro tipo de MEMS en los cabezales de impresión. Por ahora, estos sensores HP no son lo suficientemente baratos como para colocar productos electrónicos de consumo, pero debido a que son MEMS, pueden llegar allí en unos pocos años. Mientras tanto, podrían revolucionar el uso de acelerómetros en edificios y geología.

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Los chips muy sensibles son 1.000 veces más sensibles que los de los dispositivos actuales, según HP. Como una indicación de cuán sensibles son, una tarjeta de visita caída en un extremo de una mesa generaría una señal muy fuerte en uno de estos sensores en el otro extremo, según David Erickson, gerente de ingeniería en la Organización de Desarrollo Tecnológico.

Debido a su tamaño, costo y bajo consumo de energía, los nuevos sensores podrían usarse en grandes arreglos distribuidos en un área o estructura. HP está hablando con usuarios potenciales sobre qué tipos de sensores inerciales en miniatura podrían usar, y la compañía espera venderles los sensores junto con redes inalámbricas, sistemas de almacenamiento y centros de datos para recopilar, mantener y procesar la información que sale de las matrices..

Por ejemplo, una gran colección de estos sensores en el puente San Francisco-Oakland Bay podría haber dado información crítica a los ingenieros para ayudarlos a evitar el corte del cable la semana pasada que obligó al puente a cerrar durante seis días, dijo Erickson. Unos cientos de diminutos MEMS conectados al puente podrían haber detectado cómo se movían varias partes de la estructura bajo diversas condiciones, como el viento o el tráfico pesado. Al comparar todos los datos que recopilaron con un modelo de cómo debería moverse el puente, los ingenieros podrían haber podido predecir que una parte iba a ceder, dijo. Ese tipo de monitoreo de salud estructural también podría aplicarse a los edificios, con muchos dispositivos pequeños conectados a todos los componentes estructurales.

Otra posible aplicación es el mapeo geofísico, que es la minería, la perforación y el análisis sísmico lo que una resonancia magnética (resonancia magnética) es a la medicina. Después de plantar los sensores de movimiento bajo tierra a intervalos regulares para formar una rejilla, los científicos usan un mazo o una explosión para enviar una vibración a través del suelo. Esas vibraciones rebotan en los diversos materiales debajo de la superficie y son detectadas por los sensores, de modo que cuando se combinan todos los datos, se forma un mapa virtual.

HP diseñó sus sensores inerciales con tres capas de silicio. Dentro de la capa intermedia hay una pequeña masa móvil suspendida en muelles, con electrodos a cada lado. A medida que la masa se mueve, cambia las señales entre los electrodos, y ese cambio se registra como vibración o movimiento, dijo Erickson.

Las astillas, de unos 5 milímetros cuadrados por 2 mm de grosor, consumen solo unos 50 milivatios de electricidad, según HP. En ese nivel, podrían funcionar con la energía "cosechada" del medio ambiente circundante, dijo Rich Duncombe, distinguido tecnólogo y estratega de HP. Las posibilidades incluyen aprovechar la energía de las ondas de radio o los cambios de temperatura en el ambiente, o incluso desde el mismo movimiento que los sensores están detectando, dijo.

La empresa de investigación Gartner espera que el mercado de chips sensores no ópticos como MEMS crezca un 10 por ciento anual, de 2.700 millones de dólares estadounidenses en 2007 a unos 4.400 millones de dólares en 2012. Eso es casi el doble de la tasa de crecimiento del mercado global de semiconductores, según Gartner. El avance de HP con los acelerómetros MEMS, que supera las compensaciones entre tamaño, peso, costo y rendimiento, es probable que conduzca a mayores volúmenes y precios más bajos, como ha ocurrido en otras industrias de chips, dijo el analista de Gartner Jim Walker.

MEMS sensibles lo convierten en productos de consumo, podrían dar a los teléfonos nuevas capacidades interesantes. Son lo suficientemente sensibles como para discernir la ubicación, por lo que los usuarios podrían saber constantemente dónde estaban, incluso en las calles de la ciudad con poca cobertura GPS, dijo Erickson. Walker de Gartner cree que el cuidado de la salud es otra área donde podrían ser útiles. Un sensor en un teléfono celular podría ser capaz de sentir el latido del corazón del usuario, detectar un ataque al corazón y llamar automáticamente a los servicios de emergencia, dijo.

HP está preocupado por algo más que puentes, minería o teléfonos celulares. Quiere utilizar los diminutos sensores inerciales como parte del Sistema Nervioso Central para la Tierra, un ecosistema de información compuesto por varios sensores conectados a redes, almacenamiento, servidores y software en todo el mundo. Por ejemplo, todos esos sensores instalados en edificios y puentes podrían formar un sismógrafo colectivo gigante para ayudar a los científicos a detectar y predecir terremotos.

"Estamos a la vanguardia de realmente entender cómo se desarrollarán las redes de este tipo y cómo van a contribuir a (resolver) los problemas más grandes que la sociedad está trabajando ", dijo Duncombe de HP.