Dispositivi IoT autoalimentati senza batteria, ci lavora una startup

PsiKick è una startup fondata da alcuni professori dell'University of Virginia e dell'University of Michigan nel 2012 ponendosi l'obiettivo di sviluppare circuiti con funzionalità wireless capaci di operare alla tensione di sottosoglia.

Con tensione di sottosoglia si intende la tensione inferiore a quella di soglia, ovvero il valore di differenza di potenziale per il quale un transistor può accendersi. Da qualche tempo ingegneri e ricercatori stanno cercando di abbassare la tensione operativa dei circuiti rispetto a quanto accade attualmente, per portarla ai livelli della tensione di soglia o anche al di sotto di essa. L'obiettivo è di trarre quanto più vantaggio possibile dalla relazione tra la tensione e il consumo energetico di switching/accensione.

Con l'abbassamento della tensione, l'energia richiesta per lo switching del transistor cala rapidamente. Questa riduzione è però accompagnata da un calo sensibile delle prestazioni. Quando la tensione viene ridotta fino a scendere al di sotto della tensione di soglia nominale per un transistor c'è un ulteriore problema: un grande aumento dell'energia persa per dissipazione. Un circuito capace di accendersi/spegnersi a centinaia di megahertz può essere portato ad operare ad una frequenza al di sotto del megahertz con una tensione di sottosoglia.

La startup ha progettato un proof-of-concept di un sensore wireless usando strumenti EDA convenzionali e un CMOS a segnali misti a 130nm capace di funzionare al di sotto della tensione di soglia, aprendo la strada alla realizzazione di sistemi Internet of Things autoalimentati. Secondo quanto dichiarato da PsiKick il proof-of-concept è capace di cosnumare dalle 100 alle 1000 volte meno di un qualsiasi chip comparabile.

Dopo essere riuscita a raccogliere un primo giro di finanziamenti per 5,25 milioni di dollari nel 2014, la startup ha da poco terminato un secondo round di finanziamenti che le ha permesso di raccogliere 16,5 milioni di dollari da parte del fondo venture capital Osage University Partners. Quest'ultima serie di fondi, in particolare, sarà utilizzata per espandere le capacità ingegneristiche e per sviluppare sistemi senza batteria basati sulla tecnologia di sottosoglia. Marc Singer, managing partner di Osage University Partners, entrerà a far parte del consiglio di amministrazione della compagnia secondo quanto stabilito dall'accordo di finanziamento.

"Prima dell'ultimo giro di finanziamenti, PsiKick ha creato una piattaforma di tecnologie fondamentali per i dispositivi wireless interamente autoalimentati. Queste fondamenta includono la connettività wireless più efficiente del mondo, un solido nodo di computazione e di raccolta dell'energia per abilitare dispositivi IoT senza batteria e dall'elevata scalabilità" ha commentato Brendan Richardson, CEO di PsiKick.

PsiKick sta lavorando su sistemi capaci di autoalimentarsi grazie alla possibilità di raccogliere l'energia necessaria da varie fonti, inclusa la luce di ambienti interni, la rifrazione di radiofrequenza, il gradiente termico e la vibrazione piezoelettrica. Un esempio è un elettrocardiografo senza batteria che può supportare un data rate di 1megabit al secondo su una distanza di 10 metri.

PsiKick non è l'unica realtà che sta lavorando allo sviluppo di circuiti integrati capaci di operare alla tensione di sottosoglia: tra le altre compagnie vi sono Ambiq Micro, un'altra startup fabless, e la più nota ARM Holdings.