Desarrollan un chip capaz de alimentarse de múltiples fuentes a la vez

Con su última creación, los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en ingés) han dado un paso de gigante  hacia los sistemas de vigilancia libres de batería, como pueden ser los dispositivos biomédicos, los sensores ambientales o los medidores en lugares remotos y difíciles de alcanzar.

Basándose en estudios anteriores del propio instituto (que ya había desarrollado chips para comunicación inalámbrica capaces de operar a muy baja potencia y en una amplia variedad de dispositivos, tras alimentarse de luz, calor o con vibraciones externas), el estudiante de doctorado Saurav Bandyopadhyay ha profundizado en un procesador que se aprovecha de estas tres fuentes de energía ambiental al mismo tiempo.

El avance es destacable, sobre todo si se tiene en cuenta que este tipo de fuentes energéticas suelen ser intermitentes e impredecibles. O, según comenta Anantha P. Chandrakasan, cabeza del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT, “la recolección de energía se está convirtiendo en una realidad. La clave aquí es el circuito que combina eficientemente muchas fuentes de energía en una sola”.

Este invento requiere de un sofisticado sistema de control, ya que cada fuente de energía debe cumplir con unos requisitos específicos. Por ejemplo, los circuitos que se valen de diferencias térmicas suelen producir únicamente entre 0,02 y 0,15 voltios, mientras que la mayoría de las células fotovoltaicas de baja potencia generan un máximo de 0,7 voltios y los sistemas por vibración se quedan en 5 voltios.

La técnica de coordinación de estas diferencias en tiempo real para producir una salida constante de electricidad es compleja. Y, tal y como recoge domain-b.com, la mayoría de investigaciones pasadas se habían limitado a pasar de una a otra fuente, utilizando aquella que estuviese generando mayor cantidad de energía en cada momento. ¿El problema? Que esta rutina malgasta las reservas paralelas.

“Lo que hacemos nosotros es extraer la energía de todas las fuentes utilizadas, cambiando rápidamente de una a otra”, explican los responsables del proyecto. “En un momento determinado, la energía es extraída de una de las fuentes de nuestro chip, pero la producida por otras fuentes se almacena en condensadores y más tarde es recogida, por lo que no hay desperdicio”.

Bandyopadhyay y Chandrakasan también se han preocupado de reducir al mínimo el consumo del circuito de control, para lo que han empleado una innovadora arquitectura de doble vía. De este modo, los sensores pueden ser alimentados bien desde un dispositivo de almacenamiento o directamente por la propia fuente energética.