AS_08_2018

Automazione e Strumentazione Novembre/Dicembre 2018 ELETTRONICA approfondimenti 51 Mems e sensori a confronto Rispetto ai sensori convenzionali, i dispositivi Mems possono mostrare una maggior sensibi- lità, e pertanto risultare più indicati nelle appli- cazioni in cui è necessario ottenere rilevamenti di elevata precisione . I Mems hanno già dato prova delle loro capacità nel comparto degli smartphone, ma oggi vi può essere un fattore chiave per il loro sviluppo, ed è possibile iden- tificarlo nel trend di crescita delle applicazioni IoT e dell’universo di oggetti intelligenti con- nessi al cloud : qui i Mems hanno il potenziale di costituire l’infrastruttura portante per la gene- razione e raccolta di una quantità e varietà di dati sempre maggiore. Big data poi destinati ad alimentare, ad esempio, applicazioni di ‘con- dition monitoring’, per determinare quando un dato livello di vibrazioni in un’attrezzatura industriale potrà causare un guasto o una rot- tura del macchinario . Sensori basati su Mems sono anche in grado di fornire alle applicazioni di smart building dispositivi di monitoraggio più raffinati per il controllo e la regolazione dei sistemi HVAC (heating, ventilation, and air conditioning) negli ambienti industriali, dove le condizioni di umidità e temperatura possono determinare impatti significativi su diversi pro- cessi di produzione. Quanto i Mems possano rappresentare una solu- zione valida per le future applicazioni IoT, e IIoT, dipenderà però anche dalla capacità dei fornitori di semiconduttori , dalle foundry e dagli IDM (integrated device manufacturer), di continuare a innovare la tecnologia, contenendo al contempo i costi dei dispositivi. Verso i nanosistemi 3D Nell’ottica di innovare i Mems e i dispositivi di rilevamento, anche nel contesto di un crescente utilizzo nelle applicazioni che usano algoritmi di intelligenza artificiale (AI), machine learning (ML) e deep learning (DL), e tendono a superare le capacità dei sistemi e sensori convenzionali, una fondamentale frontiera tecnologica è quella di cui parla, al recente ‘European Mems and Sensors Summit 2018’ di Grenoble, Emma- nuel Sabonnadière , Ceo dell’istituto di ricerca tecnologica Leti: si tratta degli ‘array sensors’, e dell’integrazione 3D di componenti eterogenei . Prendendo esempio dalla raffinatezza e sensibi- lità dimostrate dai recettori naturali di molti esseri viventi, le tecniche di miniaturizzazione e inte- grazione permettono in sostanza di aggiungere nuove dimensioni sensoriali al dispositivo, utiliz- zando gli array sensor. Le tecnologie abilitanti sono appunto i Mems, la fotonica integrata, e l’integrazione 3D, che permette di combinare circuiti analogici, digi- tali e sensori in un solo dispositivo , sfruttando anche opportunità di riduzione dei costi. Dispo- sitivi multi-sensore di questo genere, applicando tecniche di ‘data fusion,’ sono in grado di gestire ed elaborare grandi moli di informazioni local- mente, o a livello di infrastruttura edge, e puntano a superare i limiti delle strategie di potenzia- mento isolato dei singoli componenti (transistor, memorie, circuiti integrati, sensori). Non a caso, tra le innovazioni nel settore citate da Sabonna- dière, c’è anche il lavoro di ricerca e sviluppo della Stanford University , che ha portato alla piattaforma tecnologica N3XT (Nanoengineered Le esigenze di automazione industriale indirizzabili dai sensori Mems (Fonte: STMicroelectronics)