客觀日本

參考生物神經廻路,實施半永久動作的超高節能IoT器件

2022年04月18日 資訊通訊

在IoT(物聯網)中,所有物體都與網際網路相連,需要使用配備在最末端的感測器等器件來收集並無線傳輸來自外部的資訊。但爲這些最末端器件供電則比較困難,而且可以使用的電力有嚴格的侷限,所以未來需要有能利用低於1微瓦(1微瓦爲100萬分之1瓦)的電力來之控制器件的技術。

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利用神經元電路毫不浪費地控制IoT器件的原理(圖片出自Scientific Reports 12, 1150(2022))

生物的神經廻路透過使各個神經細胞(神經元)只在需要的時候和需要的部位工作,實施了低功耗和高度控制。日本九州大學研究生院系統資訊科學研究院的矢嶋赳彬副教授帶領的研究團隊,參考生物的這種神經廻路獨自設計出了神經元電路,並利用這種神經元電路確立了IoT器件的超節能控制技術。

具體做法是,透過省去多餘的功能,專注於電路的時序控制,製作出了以1.2皮瓦(1皮瓦爲1萬億分之1瓦)的全球最低能量消耗動作的神經元電路。另外,作爲該電路的應用示例,還能以1納瓦(1納瓦爲10億分之1瓦)左右的超低功耗執行該IoT器件的標準功能——直流電壓轉換。

該項成果可以應用於感測器、無線傳輸和供電等IoT器件所需的多種功能中。如果能以數納瓦的超低功耗控制這些功能,就有望利用光和振動等的微弱「環境發電」,實施半永久工作的小型IoT器件,進一步的研究進展備受關注。

日語原文

原文:JSTnews 4月號
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部