MEMS-сенсоры научились выполнять вычисления непосредственно на месте сбора данных

В журнале Sensors (издательство MDPI) вышла статья, посвященная новому подходу к организации вычислений непосредственно на уровне микроэлектромеханических систем (MEMS). Авторы из Университета Небраски-Линкольна, Университета Ватерлоо и Техасского университета A&M предложили концепцию, при которой MEMS-сенсор выполняет функции резервуарного компьютера (reservoir computing), избавляя систему от необходимости в мощных цифровых процессорах и аналого-цифровых преобразователях.

В основе разработки лежит использование задержек и нелинейности самого MEMS-устройства. В экспериментах одиночный электростатически управляемый MEMS-датчик успешно дифференцировал профили двух различных форм сигналов (электрических и акселерометрических) с точностью более 99%. Предложенная схема позволяет избавиться от входного мультиплексирования сигнала и снижает требования к частоте опроса виртуальных узлов в 4 раза, что упрощает проектирование систем сбора данных. Это открывает путь к созданию «умных» датчиков для интернета вещей, которые будут передавать не сырые данные, а готовую аналитическую информацию (например, не массив ускорений, а количество пройденных шагов), что критически важно для энергоэффективных носимых устройств и микророботов.