1.500 micron quadrati e 500 picoWatt: ecco dimensioni e consumo dell'amplificatore operazionale più piccolo al mondo, una creazione di un dottorando del Politecnico di Torino nell'ambito di un progetto in collaborazione con l'Universidade Federal di Rio Grande do Sul e della National University of Singapore. É grande come una cellula umana e richiede così poca energia da non aver bisogno nemmeno di una batteria: l'alimentazione viene fornita da una piccolissima (come potrebbe essere altrimenti) cella solare.

Si tratta di un circuito per l'elaborazione del segnale analogico proveniente dai sensori, talmente minuscolo - 20 volte in meno rispetto a soluzioni per lo stesso scopo - da essere ideale per scopi biomedicali: può essere ad esempio impiantato nel corpo umano per rilevare dati in tempo reale trasferendoli a un dispositivo esterno in modalità wireless.

I punti di forza sono sostanzialmente due:

• con una dimensione di 1.500 µm² è piccolissimo
• assorbe una quantità di energia impercettibile, 30 volte meno rispetto allo stato dell'arte: 500 picoWatt, con 1 pW che è pari a 10^-12 Watt.

"L'amplificatore digitale proposto non solo batte i record di consumi e di area, ma permette anche di ridurre in modo significativo i tempi di progetto", spiega il dottorando Pedro Toledo. Dunque rientra tra i dispositivi energeticamente autonomi, che non necessitano di batterie o di collegamenti: preleva l'energia dall'ambiente circostante, e ciò è più che sufficiente per un corretto funzionamento.

La soluzione implementata dal team di ricerca va così a colmare un vuoto che si era creato, con il progresso tecnologico che si era incentrato sui circuiti digitali ma non su quelli analogici, altrettanto importanti per la conversione (da analogico a digitale) dei segnali provenienti dall'esterno. Internet delle Cose e settore biomedicale potranno trarre beneficio da questo minuscolo amplificatore, aprendo le porte ad una serie di applicazioni sino ad oggi impensabili.

L'amplificatore sviluppato da Pedro Toledo riesce ad abbattere i consumi e a ridurre le dimensioni grazie all’applicazione di una tecnica innovativa ideata dal nostro gruppo negli ultimi anni, che prevede di “tradurre in digitale” il funzionamento di circuiti analogici come gli amplificatori, così da poter trarre pienamente vantaggio dei recenti sviluppi delle tecnologie dei semiconduttori - Paolo Crovetti, docente del Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni del Politecnico di Torino.