Sensor wireless de 5 mm²

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/06/2003

Imagem original.
[Imagem: Berkeley]

Poeira inteligente

Engenheiros da Universidade de Berkeley (Estados Unidos) desenvolveram um minúsculo chip que integra um sensor e circuitos de rádio-comunicação, formando um sensor sem fios ("wireless") de apenas 5 milímetros quadrados.

O novo sensor faz parte do projeto "Smart Dust" (Poeira Inteligente), um esforço de pesquisa com o objetivo de construir minúsculos sistemas inteligentes para monitoramento de consumo de energia, integridade estrutural de edifícios e pontes e até o fluxo de tráfego em avenidas.

O novo sensor será o cérebro de uma nova geração de micro-dispositivos batizados de "motes" (partícula, coisa muito pequena).

Robôs-partícula

O novo "mote" agora apresentado, chamado Spec, será um dispositivo do tamanho de um grão de areia, com baixíssimo consumo de energia e com comunicações sem fios.

Os robôs-partículas serão controlados por um sistema operacional "open-source" chamado TinyOS.

Grandes quantidades desses robôs-partícula poderão ser utilizados em redes de sensores sem fios em aplicações tão diversas quanto a verificação de danos estruturais em construções civis atingidas por terremotos, o alerta sobre a presença de substâncias bioquímicas e até mesmo o monitoramento de ambientes de nidificação de aves em locais remotos.

Micro-cérebro

O equipamento apresentado é na verdade um minúsculo cérebro para robôs, capaz de transmitir dados por sinais de rádio, na freqüência de 902 MHz, com alcance de cerca de 12 metros e a velocidade de 19.200 Kbytes por segundo.

"O Spec é nosso primeiro mote a integrar comunicação por rádio e circuitos customizados em um chip que roda o sistema operacional TinyOS," disse Kris Pister, um dos criadores do projeto "Smart Dust".

"É um grande passo rumo a sensores que custam menos do que um dólar cada um e que são integrados em produtos que possuímos, nos prédios que vivemos e trabalhamos e nas rodovias nas quais dirigimos. O potencial para uma rede de sensores como essa é enorme," completou.

O micro-sensor é um sistema computacional completo dezenas de vezes menor do que um microprocessador de um computador.
[Imagem: Berkeley]

TinyOS

O Spec junta anos de pesquisa conjunta do Dr. Kris Pister e de seu colega David Culler.

Enquanto Pister conduz as pesquisas sobre miniaturização dos equipamentos, Culler chefia as pesquisas do sistema operacional TinyOS, que permite que os motes comuniquem-se uns com os outros.

O protótipo agora apresentado pelos pesquisadores incorpora um micro-rádio, um conversor analógico-digital e um sensor de temperatura, tudo controlado pelo TinyOS, em uma única pastilha de silício medindo 2 por 2,5 milímetros.

Mas a integração não é objetivo em si: os pesquisadores estão procurando maneiras de baratear a produção do Spec, viabilizando sua adoção em larga escala.

Ao condensar todas as funções em um único chip, os pesquisadores eliminam etapas de montagem e pós-processamento, reduzindo o custo de produção do equipamento.

Sistema operacional em hardware

Para que o cérebro-robô ficasse tão pequeno foi essencial a implementação do sistema operacional em hardware.

São aceleradores especificamente projetados para rodar mais rapidamente porções-chave do TinyOS, permitindo, por exemplo, que a criptografia dos dados pudesse ser feita milhares de vezes mais rapidamente do que poderia ser feita comuma implementação equivalente em software.

Como o sistema roda mais rápido e com maior eficiência, o sistema como um todo consome muito menos energia.

Os pesquisadores esperam colocar o Spec no mercado no próximo ano.

Ele é bem menor, mais eficiente e consome menos energia do que o seu predecessor, chamado Mica, e disponível comercialmente através da empresa Crossbow Technology.

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