D’un extrême à l’autre. Alors que vient d’être publié la liste des 500 supercalculateurs les plus puissants de la planète (Top500 : Summit, l’arbre qui cache la forêt), L’université du Michigan vient de dévoiler avec un appareil qui mesure à peine 0,3 mm d’un côté présenté sur la photo ci-dessus à côté d’un grain de riz.

En mars dernier, l’université d’Ann Arbor en partenariat avec IBM avait fait une première annonce dans le domaine des tout petits ordinateurs mais elle va encore plus loin avec ce nouveau prototype de 0,3 millimètre.

En plus de la mémoire RAM et des dispositifs photovoltaïques, les nouveaux dispositifs informatiques ont des processeurs et des émetteurs et récepteurs sans fil. Parce qu’ils sont trop petits pour avoir des antennes radio conventionnelles, ils reçoivent et transmettent des données avec la lumière visible. Une station de base fournit de la lumière pour l’alimentation et la programmation et reçoit les données. Ce projet a été réalisé en collaboration avec Mie Fujitsu Semiconductor Ltd. Japon et Fujitsu Electronics America Inc.

L’un des grands défis de la fabrication d’un ordinateur d’environ 1 / 10ème de la taille du système précédent développé en partenariat avec IBM était de savoir comment fonctionner à très faible puissance lorsque l’emballage du système devait être transparent. La lumière provenant de la station de base et de la propre LED de transmission de l’appareil peut induire des courants dans ses minuscules circuits.

« Nous devions fondamentalement inventer de nouvelles façons d’aborder la conception de circuits qui seraient tout aussi peu puissants, mais qui pourraient aussi supporter la lumière », explique David Blaauw, professeur d’informatique à l’Université du Michigan. Par exemple, cela signifiait échanger des diodes, qui peuvent agir comme de minuscules cellules solaires, pour des condensateurs offrant des capacités de commutations.

Un autre défi consistait à atteindre une précision élevée tout en fonctionnant à faible puissance, ce qui rend plus « bruyant » les signaux électriques habituels.

Conçu comme un capteur de température de précision, le nouvel appareil convertit les températures en intervalles de temps, définis avec des impulsions électroniques. Les intervalles sont mesurés sur la puce par rapport à un intervalle de temps constant envoyé par la station de base, puis convertis en une température. En conséquence, l’ordinateur peut signaler des températures dans des régions minuscules – comme un groupe de cellules – avec une erreur d’environ 0,1 degré Celsius.

Le système est très flexible et pourrait être réinventé à des fins diverses, mais l’équipe a choisi des mesures de température précises en raison d’un besoin en oncologie. Gary Luker, professeur de radiologie et d’ingénierie biomédicale, veut répondre à des questions sur la température dans les tumeurs. Certaines études suggèrent que les tumeurs sont plus chaudes que les tissus normaux, mais les données ne sont pas assez solides pour être fiables sur le problème. La température peut également aider à évaluer les traitements contre le cancer.

« Puisque le capteur de température est petit et biocompatible, nous pouvons l’implanter dans une souris et les cellules cancéreuses se développent autour d’elle, commente Luker. Nous utilisons ce capteur de température pour étudier les variations de température dans une tumeur par rapport aux tissus normaux et si nous pouvons utiliser les changements de température pour déterminer le succès ou l’échec de la thérapie ».

« Lorsque nous avons créé notre système millimétrique, nous ne savions pas exactement toutes les choses pour lesquelles il serait utile. Mais une fois que nous l’avons développé, nous avons commencé à recevoir de nombreuses demandes d’informations », a conclut M. Blaauw.

Et cet appareil, le Michigan Micro Mote, pourrait même devenir le plus petit ordinateur du monde – en fonction de ce que la communauté décide sont les exigences minimales d’un ordinateur.

Parmi les applications possibles, on peut citer entre autres :
– Détection de pression à l’intérieur de l’œil pour un diagnostic de glaucome
– Études sur le cancer
– Surveillance du réservoir d’huile
– Surveillance des processus biochimiques
– Surveillance : audio et visuel