•Notícia

L’evolució de la microelectrònica permetrà en els proper anys disposar cada cop més de nous sistemes electrònics de baix consum i cost, i de dimensions reduïdes que permetin una comunicació sense fils i amb independència energètica. Dispositius cada cop més presents a tots els àmbits, aplicables a qualsevol objecte quotidià i alimentats parcial o totalment del’energia sobrant del nostre cos (calor o moviment) o de l’ambient. Aquest marc dibuixa un futur diferent a l’actual i permet noves possibilitats de recerca, en els quals els professors del Grup de Disseny de Circuits d’Altes Prestacions del Departament d’Enginyeria Electrònica de la Universitat Politècnica de Catalunya treballen des de fa uns anys. Un sistema electrònic per controlar a distància els nens, un dispositiu alimentat per l’energia generada amb el moviment del cos en caminar i l’elaboració d’un mapa d’acceleracions de les diferents parts del cos humà són alguns exemples dels projectes d’aquest grup de la UPC. 

La microelectrònica consisteix, bàsicament, en la capacitat d'implementar circuits electrònics d'alta complexitat (centenars de milions de components) en un únic cristall de silici, pràcticament pla i amb una superfície de l’ordre de mil·límetres quadrats. L'evolució d'aquesta tecnologia durant la pròxima dècada, segons dades de l'International Technology Roadmap for Semiconductors, permetrà una important reducció de les grandàries dels components i un augment geomètric del nombre d'ells en un xip. A més, cal tenir en compte dos elements més per entendre un possible futur escenari de les aplicacions de la tecnologia: l'ús d'enllaços de comunicació de molt altes prestacions de tipus sense fil (wireless) i la forta reducció dels requeriments energètics d'aquests components.

Així, el panorama que es pot dibuixar és el següent: dispositius de molt baixes dimensions i pes (ubicats en qualsevol objecte quotidià) que realitzen processat de dades d'alt flux i que es comuniquen amb l'entorn proper a través de radiofreqüència, i a nivell mundial a través d'enllaços cable, elèctric o òptic.

Actualment, existeixen precursors d'aquests elements intel·ligents i lleugers (denominats també wearables o vestibles), com ara agendes electròniques, rellotges, calculadores, telèfons mòbils i computadors amb enllaços GMS o WiFi, entre d’altres. Tots ells es caracteritzen per la necessitat d’alimentar-se mitjançant bateries que han de ser mantingudes i recarregades periòdicament. 

En l’evolució tecnològica, la progressiva reducció del consum dels dispositius electrònics comença a albirar la possibilitat que estiguin alimentats per l’energia residual generada pel propi usuari. La cinètica d'una mà o d'un cos que camina (rellotges de polsera); la calor que dissipem; els fregaments dels nostres teixits i la radiació solar són noves fonts d'energia per a l'electrònica.

En aquest context els investigadors preveuen el desenvolupament d’una nova tecnologia que estigui present en tots els àmbits, de cost molt baix i aplicable a qualsevol objecte quotidià.

El disseny de sistemes electrònics avançats totalment integrats en silici (Systems on Chip), amb enllaços de radiofreqüència de poc consum i alimentats parcialment o totalment de l’energia sobrant del nostre cos (energy harvesting) és la principal línia d'investigació del Grup de Disseny de Circuits d’Altes Prestacions del Departament d’Enginyeria Electrònica de la Universitat Politècnica de Catalunya.

En aquest àmbit, els professors de la UPC han dissenyat un dispositiu (unes làmines piezoelèctriques) que s’alimenta de l’energia generada amb el moviment que produeix el cos en caminar. A més, el mateix grup està treballant amb el Centre d’Alt Rendiment de Sant Cugat, en l’elaboració d’un mapa d’acceleracions del cos humà, que té com a objectiu mesurar les acceleracions de les diferents parts del cos per poder estimar l’energia que es podria obtenir de cada part amb un generador inercial.

El grup, en una altra línia d’investigació, i amb col·laboració amb l’empresa tèxtil Rosselló i Almirall, ha desenvolupat el Petochip, un sistema de detecció a distància per facilitar el control dels nens als professors i monitors.El sistema està compost per diversos dispositius inserits en les bates dels nens i per un comandament a distància que controla a través de radiofreqüència els dispositius de cadascuna de les bates. Amb aquest sistema, el monitor o el professor programa a quina distància vol que el sistema l’avisi si algun dels nens surt de l’àmbit de control.

Actualment el sistema està en fase de preindustrialització, l’empresa vol comercialitzar-lo al llarg d’aquest any, i ha rebut diversos ajuts del Ministeri de Ciència i Tecnologia, i reconeixements com el del Club d’Inventors Espanyols i el de la Unió Empresarial de l’Anoia.