Al Politecnico di Torino hanno sviluppato un circuito che potrebbe cambiare il futuro dell'Internet of Things

Al Politecnico di Torino hanno messo a punto l'amplificatore operazionale a più basso consumo mai realizzato. Sviluppato da Pedro Toledo, dottorando presso il Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni (DET) del Politecnico sotto la guida del professor Paolo Crovetti, in collaborazione con il gruppo del professor Sergio Bambi dell'Universidade Federal di Rio Grande do Sul e con il gruppo "GreenIC" del professor Massimo Alioto, presso la National University of Singapore (NUS).

"Ha le dimensioni di una cellula umana e consuma così poco da poter funzionare senza batterie, alimentato soltanto da una minuscola cella solare", si legge in una nota stampa diffusa dal Politecnico. I risultati della ricerca sono pubblicati in IEEE Solid-State Circuits Letters e saranno presentati nella conferenza ISICAS2021 che si terrà a Singapore dal 9 all'11 dicembre 2021.

L'amplificatore operazionale è un circuito necessario per elaborare il segnale analogico proveniente dai sensori. Quello messo a punto da Toledo presenta caratteristiche molto vantaggiose sia per quanto riguarda i consumi che le dimensioni: soltanto 500 picoWatt, oltre 30 volte meno rispetto ai migliori circuiti attualmente sul mercato, occupando un'area di silicio inferiore a 1500 micron quadrati, riducendo di 20 volte le dimensioni dei migliori amplificatori con caratteristiche simili.

"Questo risultato apre la strada a nuove applicazioni, per esempio in sistemi di Internet of Things (IoT) energeticamente autonomi, in grado cioè di prelevare direttamente dall'ambiente circostante l'energia necessaria per funzionare, senza necessità di batterie o collegamenti alla rete elettrica".

Altre applicazioni possono arrivare dall'ambito biomedicale, con dispositivi impiantabili nel corpo umano di dimensioni confrontabili con le cellule umane, in grado di rilevare in tempo reale informazioni di interesse clinico e di trasferirle all'esterno del corpo attraverso un collegamento wireless.

"L'amplificatore sviluppato da Pedro Toledo", spiega il professor Crovetti, "riesce ad abbattere i consumi e a ridurre le dimensioni grazie all'applicazione di una tecnica innovativa ideata dal nostro gruppo negli ultimi anni, che prevede di tradurre in digitale il funzionamento di circuiti analogici come gli amplificatori, così da poter trarre pienamente vantaggio dei recenti sviluppi delle tecnologie dei semiconduttori".

"L'amplificatore digitale proposto non solo batte i record di consumi e di area, ma permette anche di ridurre in modo significativo i tempi di progetto. Questo è di grande interesse per l'industria dei semiconduttori, dove il tempo è denaro", ha affermato il ricercatore Pedro Toledo.