Vi chip thông minh có thể tự khởi động và hoạt động khi hết pin

Vi chip này được thiết kế dựa vào kỹ thuật quản lý năng lượng mới, cho phép nó tự khởi động và tiếp tục hoạt động trong điều kiện ánh sáng mờ mà không cần sự hỗ trợ của bất cứ pin nào. Đột phá nghiên cứu làm giảm đáng kể kích thước của pin cần cho hoạt động của các nút cảm biến IoT (Internet kết nối vạn vật), khiến cho pin có kích thước nhỏ gọn và giá thành sản xuất rẻ hơn 10 lần.

BATLESS, một vi mạch thông minh được phát triển bởi một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Phó Giáo sư Massimo Alioto (người đứng giữa) từ Khoa Kỹ thuật của Đại học Quốc gia Singapore, có thể tự khởi động và tiếp tục hoạt động ngay cả khi hết pin.

PGS. Massimo Alioto, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi đã chứng minh pin dùng cho thiết bị IoT có thể được thu nhỏ kích thước rất nhiều, vì pin không phải lúc nào cũng cần có sẵn để duy trì hoạt động liên tục. Giải quyết vấn đề cơ bản này là bước tiến lớn hướng tới các nút cảm biến IoT mà không cần sử dụng pin và sẽ mở đường cho một thế giới với một nghìn tỷ thiết bị IoT".

Không cần đến pin nghĩa là các thiết bị IoT tiếp tục hoạt động ngay cả khi pin cạn kiệt bằng cách vận hành ở hai chế độ: năng lượng tối thiểu và công suất tối thiểu. Khi năng lượng của pin có sẵn, chip sẽ chạy ở chế độ năng lượng thấp để tăng tối đa tuổi thọ pin.

Tuy nhiên, khi pin cạn kiệt, chip sẽ chuyển sang chế độ năng lượng tối thiểu và hoạt động nhưng tiêu thụ ít điện năng chỉ khoảng một nửa nano Wat, thấp hơn 1 tỷ lần mức tiêu thụ điện năng của điện thoại thông minh tiêu tốn trong một cuộc gọi. Điện năng có thể được cung cấp bởi pin mặt trời nhỏ trên chip có diện tích khoảng nửa milimet vuông hoặc các dạng năng lượng khác có sẵn từ môi trường như rung động hoặc nhiệt.

Dù ở chế độ năng lượng tối thiểu khi không có sẵn pin, tốc độ của vi chip vẫn đủ cho nhiều ứng dụng IoT cần để xác định các thông số thay đổi chậm theo thời gian như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và áp suất. Trong số nhiều ứng dụng khác, vi chip BATLESS rất phù hợp cho các tòa nhà thông minh, hoạt động giám sát môi trường, quản lý năng lượng và điều chỉnh không gian sống theo nhu cầu của người dân.

Vi chip BATLESS cũng được trang bị tính năng quản lý năng lượng mới, cho phép tự khởi động trong khi được cấp điện trực tiếp từ pin mặt trời nhỏ gắn trên chip mà không cần sự hỗ trợ của pin. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh vi chip hoạt động trong điều kiện ánh sáng trong nhà là 50 lux, tương đương với ánh sáng vào lúc chạng vạng và tương ứng với điện năng ở mức nano-watt.

Nhóm nghiên cứu hiện đang thăm dò các giải pháp mới để chế tạo những hệ thống hoàn chỉnh không cần đến pin, bao trùm cả chuỗi tín hiệu từ cảm biến đến truyền thông không dây, do đó, mở rộng nghiên cứu về bộ vi điều khiển và quản lý năng lượng.

Các nhà khoa học cũng đặt mục tiêu chứng minh giải pháp thu nhỏ pin xuống cỡ milimét nhằm mục tiêu lâu dài là loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về pin. Đây sẽ là một bước tiến lớn hướng tới hiện thực hóa tầm nhìn IoT trên toàn thế giới và cũng làm cho hành tinh trở nên xanh và thông minh hơn.

N.T.T-NASATI/Dân Trí(Theo Phys)