Drahtloser Wunderchip

Die Ankündigung von Hewlett-Packard Anfang dieser Woche, an einem winzigen drahtlosen Chip namens Memory Spot zu arbeiten, hat einige Experten zu Spekulationen veranlasst, dass das Gerät die Speicherung und Weitergabe digitaler Informationen revolutionieren könnte. Der Chip – halb so groß wie ein Reiskorn – kann bis zu vier Megabit an Informationen aufnehmen, genug für Minuten Audio, kurze Videoclips oder Hunderte von Textseiten.

Dieser winzige drahtlose Chip kann Audio, Video, Bilder und Text speichern. Wenn es auf Papier angebracht oder darin eingebettet ist, können Fotos, Postkarten und andere Dokumente weitere Medienoptionen hinzugefügt werden. (Mit freundlicher Genehmigung von Hewlett-Packard)

Da er so klein und potenziell billig ist, kann der Chip von HP entweder an verschiedenen Objekten, einschließlich Papier, angebracht oder darin eingebettet werden, sagt Howard Taub, Vice President of Research bei HP. Durch die Verwendung eines Geräts namens Reader zum Extrahieren der auf dem Chip gespeicherten Informationen könnte Memory Spot beispielsweise einen Audioclip für ein Foto, einen Revisionsverlauf eines Papierdokuments oder ergänzendes Videomaterial bereitstellen, um ein komplexes Thema in einem Text zu erläutern Buchen. Es hat die Fähigkeit, Papier oder ein Dokument dynamischer zu machen, sagt er.



Darüber hinaus könnte der Chip in der Gesundheits- und Pharmaindustrie von Nutzen sein, beispielsweise in Krankenhausarmbändern, um die Krankengeschichte eines Patienten zu speichern und die Aufzeichnungen des Arztes und den Fortschritt des Patienten zu verfolgen, wodurch möglicherweise Fehler reduziert werden. Außerdem könnte es, wenn es mit Informationen codiert und an einer Pillenflasche angebracht ist, die Echtheit eines Medikaments überprüfen sowie Anweisungen und Informationen zu Nebenwirkungen und schädlichen Wechselwirkungen liefern.

Obwohl Memory Spot derzeit ein Forschungsprojekt ist und HP noch keine kommerziellen Pläne hat, könnte der Chip laut Taub schließlich für 1 US-Dollar oder weniger verkauft werden, und Memory Spot-Lesegeräte könnten auf Mobiltelefonen, PDAs und Druckern verfügbar sein.

Der Chip von HP basiert auf einer Technologie namens Radio-Frequency Identification Device (RFID), die aus einem kleinen Chip und einer drahtlosen Antenne besteht. RFID-Tags werden im Merchandising als Ersatz für Strichcodes verwendet. Obwohl viele RFID-Forschungen darauf abzielten, die Reichweite der Lesegeräte zu erhöhen, damit Tags aus mehr als 6 Metern Entfernung gelesen werden können, versuchten die HP-Forscher, ein anderes Problem zu lösen. Der Konzern wolle wissen, wie er auf dem kleinsten Chip mehr speichern könne, sagt Taub.

Memory Spot und herkömmliches RFID haben einige Gemeinsamkeiten: Beide enthalten Daten und übertragen diese drahtlos, und beide können ohne Batterie betrieben werden. Der Chip von HP und einige Arten von RFIDs beziehen Energie von einem Lesegerät, wenn es in Reichweite kommt. Wenn ein elektrischer Strom am RFID-Lesegerät in die Nähe der RFID-Antenne kommt, führt dies dazu, dass Strom in den Schaltkreisen des Tags oder Chips fließt, sodass auf gespeicherte Daten zugegriffen werden kann.

Herkömmliche batterielose RFIDs können jedoch nur wenige Kilobit an Informationen speichern, die beispielsweise für die Speicherung eines Produktcodes nützlich sind, aber nicht viel mehr. Außerdem können diese Daten normalerweise nur einmal in den Speicher des Tags programmiert werden. Im Gegensatz dazu kann Memory Spot bis zu vier Megabit Daten im Flash-Speicher speichern und Informationen können viele Male in den Speicher geschrieben, gelöscht und neu geschrieben werden.

Der technisch anspruchsvollste Aspekt des Memory Spot-Projekts, erklärt Taub, sei gewesen, alle Komponenten – eine Antenne, ein Modem, Speicher und einen Prozessor – auf einem weniger als einen Millimeter breiten Chip zu integrieren. Alle Komponenten sind in einer bestimmten Konfiguration platziert, um zu verhindern, dass die Antenne die Schaltungen im Rest des Geräts stört.

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Ein Grund dafür, dass diese hohe Kapazität möglich ist, erklärt Taub, ist die drahtlose Frequenz, mit der Daten über den Memory Spot-Leser von und zu einem Tag übertragen werden. Die Antenne und das Lesegerät des Chips arbeiten im 2,45-Gigahertz-Frequenzband, das in Wi-Fi verwendet wird, während die meisten RFID-Tags 13,56 Megahertz verwenden. Durch den Betrieb im Wi-Fi-Bereich steht deutlich mehr Bandbreite zur Verfügung, um Daten vom Chip zum Lesegerät zu senden, was zu Übertragungsraten von 10 Megabit pro Sekunde führt, viel schneller als bei herkömmlichem RFID. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit ist ein entscheidendes Merkmal, da die Leute nicht ein paar Sekunden warten möchten, während das Lesegerät den Chip liest, sagt er.

Darüber hinaus ist die Art und Weise der Datenübertragung ein wichtiger Aspekt, sagt John Waters, ein Forscher bei HP Labs in Bristol, Großbritannien . die an dem Projekt mitgearbeitet haben. Wir haben speziell ein Schema entwickelt, das ... ein Minimum an Schaltkreisen im Chip erfordert, um zu funktionieren, sagt er.

Die Ankündigung von HP ist ein weiterer Schritt in der Entwicklung des drahtlosen, allgegenwärtigen Computings, sagt Lionel Lavallee, Senior RFID Solution Architect bei Intel. Rückblickend auf die vor einigen Jahren verfügbaren Arten von RFID seien die Geräte ziemlich unterschiedlich gewesen, sagt er, und könnten in einige Kategorien unterteilt werden: passive RFIDs, die Strom vom Lesegerät verbrauchen und nur eine kleine Datenmenge speichern; aktive RFIDs, die mehr Rechenleistung und Speicher haben, aber auch Batterien mit begrenzter Lebensdauer verwenden; und batteriebetriebene Sensoren, die Informationen aus der Umgebung sammeln. Jetzt sieht man ein Kontinuum aller Technologien, die zusammenfließen, sagt er. Sie erhalten diese Fremdbestäubung, die das Beste aus beiden Welten vereint.

Lavallee prognostiziert, dass RFID in den nächsten 12 Monaten endlich in Unternehmen Einzug halten wird. Im Moment sind wir an einem Wendepunkt, sagt er. Die Standard-RFID-Technologie wird sich allmählich durchsetzen und in Krankenhäusern zur Verfolgung von Patienten und Behandlungen, in Arzneimitteln zur Verhinderung von Fälschungen und zunehmend auf Produkten als Ersatz für Strichcodes auftauchen.

Und Memory Spot könnte aufgrund seiner viel größeren Speicherkapazität und batterielosen Langlebigkeit den drahtlosen Chips eine weitere Reihe von Anwendungen hinzufügen. Dennoch wird der Chip von HP traditionelles RFID nicht vollständig ersetzen, meint Taub, da er teurer ist als herkömmliche RFID-Tags, die jeweils weniger als 10 Cent kosten können. Darüber hinaus würden nicht alle Anwendungen – beispielsweise die Authentifizierung einer Lieferung von Flip-Flops für Wal-Mart – so viel Speicher benötigen.

Nichtsdestotrotz macht die relativ große Speicherkapazität des Chips ihn zu einem idealen Kandidaten für einige drahtlose Technologien und Anwendungen. Obwohl es als Möglichkeit gedacht war, Fotos mit Ton zu versehen, kann er sich vorstellen, den Chip auf einer Postkarte anzubringen, Urlaubsbilder an Familie und Freunde zu senden oder in Lehrbüchern zu verwenden, um medienreiche Umgebungen zu schaffen.

Zu diesem frühen Zeitpunkt ist jedoch noch nicht klar, für welche Anwendungen Memory Spot am besten geeignet ist, wenn es das Labor verlässt. Es ist schwer, eine Killer-App vorherzusagen, bis sie auf dem Markt veröffentlicht wird, sagt Rajit Gadh , Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der UCLA und Spezialist für RFID-Technologie. Aber er ist von den Fähigkeiten des HP-Chips ermutigt und erwartet, dass eine seiner aufregendsten Anwendungen das Speichern und Teilen digitaler Medien sein wird. Ich denke, dass dies eine sehr positive Entwicklung für den Bereich RFID ist, sagt er, mit der Möglichkeit, neue Märkte zu schaffen, wie zum Beispiel Mediastreaming von Inhalten über passives RFID.

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