IBM's aankondiging dat ze in maart 's werelds kleinste computer hadden geproduceerd, wekte een paar wenkbrauwen op bij de Universiteit van Michigan, de thuisbasis van de vorige kampioen van tiny computing.

Nutsvoorzieningen, het Michigan-team is nog kleiner geworden, met een apparaat dat slechts 0,3 mm naar een kant meet - overschaduwd door een rijstkorrel.

De reden voor de nieuwsgierigheid is dat IBM's bewering oproept tot een heronderzoek van wat een computer is. eerdere systemen, inclusief de 2x2x4mm Michigan Micro Mote, behouden hun programmering en gegevens, zelfs als ze niet extern worden gevoed.

Koppel een desktopcomputer los, en het programma en de gegevens zijn er nog steeds als het zichzelf opstart zodra de stroom er weer is. Deze nieuwe micro-apparaten, van IBM en nu Michigan, verliezen alle eerdere programmering en gegevens zodra ze stroom verliezen.

"We weten niet zeker of ze computers moeten heten of niet. Het is meer een kwestie van mening of ze de minimaal vereiste functionaliteit hebben, " zei David Blaauw, een professor in elektrische en computertechniek, die samen met Dennis Sylvester de ontwikkeling van het nieuwe systeem leidde, tevens hoogleraar ECE, en Jamie Philips, een Arthur F. Thurnau Professor en professor van ECE.

Naast de RAM en fotovoltaïsche, de nieuwe computers hebben processors en draadloze zenders en ontvangers. Omdat ze te klein zijn om conventionele radioantennes te hebben, ze ontvangen en verzenden gegevens met zichtbaar licht. Een basisstation biedt licht voor stroom en programmering, en het ontvangt de gegevens.

Een van de grote uitdagingen bij het maken van een computer van ongeveer 1/10e van die van IBM, was hoe hij op een zeer laag stroomverbruik moest draaien terwijl de systeemverpakking transparant moest zijn. Het licht van het basisstation - en van de eigen transmissie-LED van het apparaat - kan stromen induceren in zijn kleine circuits.

"We moesten in feite nieuwe manieren bedenken om circuitontwerp te benaderen dat even laag vermogen zou hebben, maar ook licht kon verdragen, ' zei Blaauw.

Bijvoorbeeld, dat betekende het verwisselen van diodes, die kunnen werken als kleine zonnecellen, voor geschakelde condensatoren.

Een andere uitdaging was het bereiken van een hoge nauwkeurigheid bij een laag vermogen, waardoor veel van de gebruikelijke elektrische signalen (zoals lading, stroom en spanning) luidruchtiger.

Ontworpen als een precisie temperatuursensor, het nieuwe apparaat zet temperaturen om in tijdsintervallen, gedefinieerd met elektronische pulsen. De intervallen worden op de chip gemeten tegen een constant tijdsinterval dat door het basisstation wordt verzonden en vervolgens omgezet in een temperatuur. Als resultaat, de computer kan temperaturen rapporteren in minuscule regio's, zoals een cluster van cellen, met een fout van ongeveer 0,1 graden Celsius.

Het systeem is zeer flexibel en kan voor verschillende doeleinden opnieuw worden ontworpen, maar het team koos voor nauwkeurige temperatuurmetingen vanwege een behoefte in de oncologie. Hun jarenlange medewerker, Gary Luk, een professor in de radiologie en biomedische technologie, wil vragen beantwoorden over temperatuur in tumoren.

Sommige studies suggereren dat tumoren heter zijn dan normaal weefsel, maar de gegevens zijn niet solide genoeg voor vertrouwen in de kwestie. Temperatuur kan ook helpen bij het evalueren van kankerbehandelingen.

"Omdat de temperatuursensor klein en biocompatibel is, we kunnen het in een muis implanteren en er groeien kankercellen omheen, " zei Luker. "We gebruiken deze temperatuursensor om variaties in temperatuur binnen een tumor versus normaal weefsel te onderzoeken en of we veranderingen in temperatuur kunnen gebruiken om het succes of falen van de therapie te bepalen."

Zelfs als de experimenten van Luker lopen, Blaauw, Sylvester en Phillips kijken uit naar de doeleinden die anderen zullen vinden voor hun nieuwste microcomputerapparaat.

"Toen we ons millimetersysteem voor het eerst maakten, we wisten eigenlijk niet precies alle dingen waarvoor het nuttig zou zijn. Maar toen we het eenmaal hadden gepubliceerd, we begonnen tientallen en tientallen en tientallen vragen te ontvangen, ' zei Blaauw.

En dat apparaat, de Michigan Micro Mote, kan zelfs nog de kleinste computer ter wereld blijken te zijn - afhankelijk van wat de gemeenschap beslist, zijn de minimumvereisten voor een computer.

Wat heb je aan een kleine computer? Toepassingen van de Michigan Micro Mote:

• Drukdetectie in het oog voor de diagnose van glaucoom
• Kankerstudies
• Controle van het oliereservoir
• Biochemische procesbewaking
• Surveillance:audio en visueel
• Kleine slakkenstudies

De studie werd op 21 juni gepresenteerd op de Symposia 2018 over VLSI-technologie en circuits. Het artikel is getiteld "Een 0,04 mm3 16nW draadloos en batterijloos sensorsysteem met geïntegreerde Cortex-M0+-processor en optische communicatie voor celtemperatuurmeting."