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AFRL、ウエアラブル3DプリントチップにIoTを集積

January, 5, 2018, Wright-Patterson Air Force Base--AFRLによると、接続技術内蔵の日常的なもののエコシステム、通信と情報伝達が拡大を続けるので、物理的なものでさえも「スマート」化して接続できる方法を見つけることが研究者の課題となっている。
 剛性エレクトロニクスと高性能エレクトロニクスの3Dプリンティングという新たな取り組みで米国シリコン製造業の専門技術を利用して、空軍研究所(AFRL)とアメリカ半導体の協働が新しいフレキシブルシリコン・オン・ポリマチップを生み出した。これは、新たにネットワーク化された現実を強化する新旧の最高レベルを統合するものとなる。
 AFRL材料と製造重役の研究者、Dr. Dan Berriganは、「一般的なシリコンベース、集積回路は脆弱であり、保護するためにパッケージに収めた硬いコンポーネントである。このようなデバイスをフレキシブル形状にしようとする際、硬さが障害になる」と言う。「アメリカンセミコンダクタと協働することで、われわれはシリコンICチップを薄くした。チップはフレキシブルになったが、まだ回路機能を維持できていた。これにより、これまではできなかった、マイクロコントローラ、つまりマイクロコンピュータを搭載することができる」。
 過去の大きく嵩張るチップの代わりに、新しいマイクロコントローラは曲げることができる。これにより、ハイドレーションや疲労モニタリング用のウエアラブルデバイス、傷を負った兵士や高齢者医療用のソフトロボットなどのシステムに組み込むことが可能になる。
「これは、ウエアラブルセンサのようなものをIoTに搭載するのに役立つ。これからは、水和レベル、温度、過労などを腕の屈曲からモニタすることができる」とBerriganは話している。
 同氏によると、この成果に特有のものは新しいチップがフレキシブルであることだけではない。それは実際に、オンボードメモリを持つマイクロコントローラであり、システムを制御し、今後の分析のためにデータを収集することができる。これまでに製造された最も複雑な、フレキシブルICは、他の商用デバイスよりも7000倍大きなメモリを持つ。
 「この種のセンサを膀胱センサの周りにラップして漏れを検出する、弾薬在庫モニタに使用する、温度センシングにより低温流通モニタリング強化にも使える。兵站強化は、この成果が空軍のニーズに役立つ多くの方法の1つに過ぎない」。
 Berriganによると、新しいマイクロコントローラの他の利点は、米国のシリコン製造基盤が将来のニーズに対応できる進化に役立つことである。
 「ヨーロッパの産業基盤がこの種のデバイスのすべてのパーツをプリントすることに注力しているが、われわれは米国のシリコン製造業がフレキシブル機能に転換し、これをローコスト、3Dプリント電子回路と統合することを支援していく。これが米国独自の製造機能である」と同氏は話している。