Sistema de comunicaciones sobre plastico

Sistema de comunicación sobre plástico:


Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio han desarrollado una plataforma de plástico que permite que los dispositivos electrónicos colocados sobre ella se

comuniquen entre sí. Esta lámina de comunicaciones podría ofrecer una alternativa más segura y con un menor consumo de energía a los sistemas de comunicación inalámbricos

de onda corta, como el Bluetooth.


Según Takao Someya, profesor de ingeniería de la Universidad de Tokio, el principal objetivo del equipo a largo plazo es desarrollar un sistema que conecte de forma

inalámbrica miles de dispositivos, lo cual podría ser necesario algún día. La cantidad de energía necesaria para conectar tal conjunto de dispositivos "sería enorme", señala, y

conectarlos todos por cable seré engorroso. El enfoque de Someya utiliza una combinación de comunicaciones inalámbricas de onda extremadamente corta y cables para

proporcionar una alternativa de bajo consumo energético.


La lámina, de un milímetro de grosor, esta hecha por impresión de chorro de tinta de varios polímeros semiconductores y aislantes, así como de nanopartículas de metales,

para hacer transistores, conmutadores microelectromecánicos (MEM) de plástico, colas de comunicaciones y células de memoria. Esta diseñada para utilizarla en combinación

con otra lámina desarrollada el año pasado por los investigadores de la Universidad de Tokio, capaz de detectar la localización de un dispositivo electrónico colocado sobre

ella y de abastecerlo energéticamente. La nueva tecnología se presentó en el congreso International Electron Devices celebrado en Washington.


Ambas láminas de comunicaciones están constituidas por una rejilla de células de 8x8 pulgadas. Cada célula contiene una cola para la transmisión y recepción de señales y

conmutadores MEM de plástico para activar y desactivas las colas y para conectarse a las células adyacentes. Una vez colocados dos dispositivos electrónicos sobre la

lámina, los sensores detectan su localización. Un chip de control colocado en el borde de la lámina decide cuál es el mejor modo de dirigir las señales entre ambos objetos a

través de la lámina.


La comunicación incluye dos procesos: en primer lugar, se transmite la información de forma inalámbrica entre el dispositivo y la lámina utilizando señales de radio de onda

extremadamente corta (del orden de milímetros); luego, una serie de conmutadores MEM se cierran para formar una conexión por cable entre las células adyacentes,

estableciendo un camino entre ambos dispositivos. Esto origina una conexión por cable entre una cola receptora en el primer dispositivo y una cola transmisora en el segundo.

Si los dispositivos se mueven o se retiran de la lámina, o se añaden otros nuevos, se formarán nuevos enlaces de comunicaciones en el momento.

Esta tecnología forma parte de una iniciativa más amplia para producir sistemas electrónicos de gran superficie utilizando procesos de fabricación baratos.

Obtenido de: http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnologicos/2007/12/sistema-de-comunicacin-sobre-plstico.html

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Soluciones inalambricas inteligentes

Desarrollan soluciones inalámbricas inteligentes para la industria química:

Facilitan el cumplimiento de las normas ambientales y vigilancia de filtros

Dos empresas alemanas han desarrollado nuevas soluciones de tecnología inalámbrica que permiten resolver complejas cuestiones relacionadas con el cumplimiento de normas

ambientales y vigilancia de filtros, dentro de distintas tareas en el área de la ingeniería química y los procesos industriales. Se trata de avances que facilitan una mejor

optimización de estos procesos.

Es sabido que las tecnologías de comunicación inalámbrica han avanzado en gran manera en los últimos años, acercando soluciones a las más diversas especialidades de la

industria. Ahora, dos empresas europeas del área química han desarrollado eficientes sistemas inalámbricos que facilitan avances en temas de cumplimiento de la legislación

ambiental y de seguridad operativa.


Los desarrollos logrados por los ingenieros de las firmas Emerson Process Management e INEOS, permiten comprobar que las llamadas soluciones inalámbricas inteligentes

son una excelente opción para controlar los complejos procesos que se producen cotidianamente en la industria química. Esto puede advertirse en un informe publicado por la

revista Engineer Live.


Uno de los avances se concretó en la fábrica de fibras de la empresa Lenzing en Heiligenkreuz, Austria. En dicha locación, Emerson Process Management logró aplicar con

consecuencias beneficiosas su solución inteligente de tecnología inalámbrica para controlar eficazmente la temperatura del agua del río en la zona.


En la mencionada fábrica se concreta la mayor producción mundial de fibras tencel. Este material, realizado con madera y pulpa de celulosa, permite obtener una

combinación de los beneficios que suponen las fibras naturales y las sintéticas. De esta manera, adquiere suavidad, fortaleza, calidez y absorción, o sea las ventajas

primordiales de materiales como la seda, el poliéster, la lana o el algodón.

Las ventajas de la solución inalámbrica:


La instalación ubicada en Heiligenkreuz trabaja con agua que se extrae de un río de la región, con el propósito de efectuar tareas de enfriamento. De acuerdo a la

regulación ambiental local, el agua que se devuelve al río no debe poseer una temperatura superior a los 3°C con relación al agua extraída previamente. Antes de la

aplicación de la solución de tecnología inalámbrica, la empresa debía realizar controles manuales de temperatura con respecto al agua que se extraía y se devolvía.

La aplicación de una solución inalámbrica online que permite efectuar las mediciones facilitó una mayor fiabilidad en los resultados (y por consiguiente un mejor

cumplimiento de las regulaciones ambientales), además de una importante reducción de costos al presentar menos informes y realizar una menor cantidad de traslados a la

zona ribereña.

La temperatura del agua se transmite en forma totalmente inalámbrica mediante tres transmisores ubicados en diferentes puntos de la locación, junto a un cuarto transmisor

que funciona como repetidor y auto-organizador de la red, garantizando así una mayor efectividad en el proceso comunicacional. También actúa un administrador de

dispositivos inteligentes, que gestiona los dispositivos móviles, configura los dispositivos y ejecuta los controles de diagnóstico y seguimiento de alarmas y avisos.

Una solución inalámbrica similar ha aplicado la empresa INEOS, en este caso para controlar el transporte de gránulos de polietileno. La aplicación es vital para que el

transporte de los gránulos en tubos no se vea erróneamente bloqueado por el sistema de filtros empleado, lo que significaría un freno en la producción de su planta en

Colonia, Alemania.

Menos gastos y mayor optimización del tiempo

Se emplean tubos de aire comprimido para transportar la producción, pero el aire se filtra para evitar la contaminación del producto a obtener. Sin embargo, los filtros se

van obstruyendo con el paso del tiempo y en consecuencia pierden eficacia, provocando una disminución en la calidad del producto final y un entorpecimiento en las tareas

industriales.

Hasta la aplicación de esta nueva solución inalámbrica, se debían realizar inspecciones visuales o mediciones parciales de cada filtro para lograr analizar su estado y saber

si el mismo funcionaba correctamente. La complejidad de la infraestructura hacía imposible la puesta en marcha de mecanismos de control más eficientes.

INEOS logró instalar ocho transmisores inalámbricos que envían datos a un mecanismo de gestión y control, en el marco de un sistema completamente auto-organizado que

ofrece una vía de comunicación permanente y completamente fiable, imprescindible para controlar el estado de cada filtro sin requerir rondas de inspección visual o

procesos que insumen un mayor gasto de tiempo y recursos.

Estas soluciones inalámbricas e instrumentos de auto-organización de redes aseguran que la medición de la información se encuentre siempre disponible y de forma

automática, optimizando los controles, eliminando gastos superfluos y obteniendo una fiabilidad prácticamente total en los datos analizados.

Obtenido de: http://www.tendencias21.net/Desarrollan-soluciones-inalambricas-inteligentes-para-la-industria-quimica_a3281.html

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Nanodispositivos electronicos tridimensionales y flexibles

Crean por primera vez nanodispositivos electrónicos tridimensionales y flexibles:

Podrían mejorar la capacidad de almacenamiento de la memoria de los ordenadores

Las técnicas de fabricación usadas hasta ahora a nivel nanométrico han funcionado para crear estructuras en dos dimensiones, sin embargo han fracasado para crear

estructuras tridimensionales. Ahora, una serie de nuevas técnicas han abierto nuevas posibilidades en este campo, ya que permiten doblar materiales a nano escala para

crear estructuras y dispositivos electrónicos tridimensionales diminutos. Según los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) que están desarrollando

estas técnicas, su propuesta puede mejorar la capacidad de almacenamiento de los ordenadores y ayudará a crear nuevos dispositivos nanofotónicos.

Un equipo de investigadores, liderado por George Barbastathis, está desarrollando los principios básicos de "nano-origami," una nueva técnica que permite que los ingenieros

doblen materiales a nano escala en estructuras tridimensionales simples.


Los materiales doblados minúsculos se podrían utilizar como motores y condensadores, con el objetivo de mejorar potencialmente la capacidad de almacenamiento de la

memoria de un ordenador, microprocesadores más rápidos y nuevos dispositivos nanofotónicos.


Las técnicas de la fabricación micro- y nano- tradicionales, tales como litografía de rayos X y de la nano-impresión, funcionaron muy bien para las estructuras de dos

dimensiones, y son utilizadas generalmente para construir microprocesadores y otros dispositivos micro-eléctrico-mecánicos (MEMS). Sin embargo, no pueden crear

estructuras tridimensionales.


"Queremos tomar todas las preciosas herramientas que se han desarrollado para 2-D y hacer cosas tridimensionales", dice a Tony Nichol, graduado de ingeniería mecánica

que trabaja en el proyecto, en un comunicado.


El equipo del MIT usa herramientas de litografía convencional para diseñar materiales 2-D a nanoescala para después doblarlos en capas tridimensionales predeterminadas,

abriendo un nuevo abanico de posibles aplicaciones. La dificultad radica en doblar algo cien veces más delgado que un cabello humano y luego darle una aplicación en la

electrónica.


Más pequeño, más rápido:

Los investigadores ya han demostrado que, de esta manera, es posible crear un condensador a nanoescala en 3-D.

El modelo ahora creado sólo tiene una capa pero sus creadores indican que, cuantas más capas se añadan, más energía el condensador puede almacenar. Esas capas extra

proporcionan un flujo de información más veloz, casi como ocurre en el caso del cerebro humano, cuyas tupidas capas permiten una comunicación eficaz y rapidísima entre

las distintas regiones cerebrales, asegura Nader Shaar, uno de los ingenieros mecánicos que trabajan en este proyecto.

Uno de los mayores retos con los que los investigadores se han tenido que enfrentar ha sido el de cómo doblar adelante y atrás, en una estructura parecida al de un acordeón,

los materiales, así como hacerlo para que las diferentes caras del material se alineen con precisión.

Han trabajado de diferentes maneras para que los nanomateriales se doblaran como ellos necesitaban. En primera lugar, depositando metal (habitualmente cromo) en la

superficie en la que se quiere que se produzca la doblez. Esto hace que el material se ondule hacia arriba, pero no permite dobleces tipo "acordeón", como pretenden los

ingenieros.

Haces de helio:

Otra de las técnicas usadas ha sido la de dirigir un haz de iones de helio hacia el lugar exacto de la doblez. Los haces graban patrones que harán que el material se doble una

vez sean retirados de la superficie. Los haces de alta-energía van hacia la parte baja del material y provocan que se doble hacia arriba; los haces de baja-energía se

acumulan en la parte alta del material y hacen que éste se doble hacia abajo.

Los investigadores también han probado integrando cables de oro en el material. Una corriente que corre a través de los cables de oro interactúa con un campo magnético

externo, creando una fuerza Lorentz (fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica) que hace que la superficie

se levante. Esta técnica, explican, es una forma de autoensamblaje dirigido, en el que los diseñadores proporcionan un modelo y luego dejan que el dispositivo se ensamble por

sí mismo.

Las diferentes capas pueden ser fabricadas con unos cuantos tipos de materiales diferentes, como silicio, nitruro de silicio (un tipo de cerámica) y un polímero conocido

como el SU-8.


Una vez que el material está doblado gracias una de estas técnicas, la parte más complicadas es hacer que las caras se alineen correctamente. Los investigadores han

desarrollado algunas maneras para conseguirlo: usando imanes, adosando polímeros en ciertos puntos de la superficie y después fundiéndolos o sellando las dos partes.


Todavía están trabajando en conseguir crear un cubo a nanoescala alineado con la suficiente precisión. Shaar, supervisado por la profesora de ingeniería mecánica Carol

Livemore, han creado un método muy prometedor que usa tres pares de agujeros que casan y protuberancias para empujar los bordes y las caras y que se alineen.


Los investigadores están totalmente sumergidos en el fase de desarrollo de estos nano dispositivos, pero ya han empezado a pensar en cómo usar esta tecnología. "Ya nos

hemos imaginado los componentes básicos, ahora estamos empezando a divertirnos imaginando algunas de sus aplicaciones".

Obtenido de: http://www.tendencias21.net/Crean-por-primera-vez-nanodispositivos-electronicos-tridimensionales-y-flexibles_a3019.html

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Pantallas de Ordenador Tactiles para ciegos

Un equipo de la Universidad de Málaga desarrolla pantallas de ordenador táctiles para ciegos:

Un equipo de investigación de la Universidad de Málaga desarrolla una pantalla de ordenador táctil para ciegos cuya superficie se deforma en relieve para permitir el

acceso a datos e imágenes a través del tacto. La pantalla está formada por una membrana que contiene un líquido que, al entrar en ebullición, deforma la membrana y genera

un bulto capaz de ser explorado e interpretado por un dedo. El display táctil reemplaza así al display visual y el pixel, que denomina cada uno de los puntos de una imagen,

es sustitutido por el táctel, el equilavente al pixel en una imagen táctil.

Su superficie se deforma en relieve y permite conocer textos e imágenes a través del tacto

 
Un "display" táctil es el equivalente a un "display" visual donde el sentido que recibe la información es el del tacto. En un entorno cada vez más invadido por las nuevas

tecnologías, al ciudadano común no le resulta extraño el término píxel para denominar a cada uno de los puntos que forman la imagen que podemos ver, por ejemplo, en el

monitor de nuestro ordenador.


El equivalente al píxel en una imagen táctil es el táctel. Evidentemente este táctel debe ser capaz de ser interpretado por el sentido del tacto. En su versión más sencilla,

será un elemento capaz de cambiar su forma, y aparecer como un bultito cuando un dedo explora la superficie del display. Muchos de estos táctels o bultitos formarán líneas

y figuras para el sentido del tacto, como los píxeles las forman en la pantalla de nuestro ordenador.


Los displays táctiles son de interés en muchas áreas. Tradicionalmente son importantes como herramientas para el acceso a la información de personas ciegas. Más

recientemente se estudian para su empleo en áreas como la realidad virtual o la telecirugía.


Así, de la misma manera que se simulan escenarios que el usuario ve a través de unas gafas de realidad virtual, también se pueden simular sensaciones táctiles como la textura

de una superficie virtual o una caricia.


También los médicos pueden usar estos dispositivos para poder "tocar" en el interior de los pacientes sin necesidad de hacer grandes cortes, simplemente introduciendo una

sonda que transmitirá las sensaciones del tacto a un display manejado por el doctor. Esta técnica puede ser muy útil para detectar tumores escondidos en los tejidos.

Modelos de displays:

Según sea su destino final, el display táctil puede ser más o menos grande. Así, el display ligado al dedo del doctor en el párrafo anterior no necesita ser grande, del tamaño

de la superficie de un dedo únicamente. Un sistema de realidad virtual puede necesitar sin embargo displays mayores, en forma de guantes por ejemplo.

En cuanto a aquellos destinados a personas ciegas, los más corrientes están formados por una línea que es el equivalente a una línea de texto, por ejemplo de este artículo.

Así, un ordenador puede traducir este artículo al Braille, y se puede mostrar línea a línea al ciego.

Evidentemente, este sistema funciona si se quiere mostrar información de texto, pero es muy limitado si se quieren mostrar gráficos o caracteres complejos, como los que

existen en las ecuaciones matemáticas.

Para ser eficaces en la transmisión de información gráfica o con caracteres complejos o poco corrientes debemos construir un display grande, equivalente a la pantalla del

ordenador, que pueda ser explorado por las manos del invidente.

Problemas técnico-científicos:

Aquí aparecen diversos problemas de naturaleza técnica y científica, ya que no es fácil fabricar una matriz densa de elementos que implementen los táctels. La razón es que

éstos deben ser pequeños para tener imágenes táctiles de una resolución suficiente, y al mismo tiempo ser capaces de ejercer una fuerza para estimular la piel.

Los elementos que existen comercialmente para esto, con sus limitaciones, tienen el inconveniente de ser muy caros. Por ejemplo, una pantalla formada por 119 por 59 táctels

(DMD 12060 de Metec) cuesta alrededor de 60000€. Un display táctil de una sola línea de texto cuesta en torno a 10000€.

En el primer caso, cada táctel está hecho con un pequeño solenoide, es decir una pequeña bobina que crea un campo magnético capaz de mover un núcleo en su interior. En el

segundo caso, cada táctel está hecho con un material piezoeléctrico que cambia de forma cuando se introduce en un campo eléctrico.

Una estrategia para evitar este problema es construir una pantalla virtual. Esto se hace colocando un pequeño display, por ejemplo del tamaño de un dedo, sobre un

dispositivo puntero, por ejemplo un ratón de ordenador. El dedo descansa sobre el display y el usuario mueve el ratón con la intención de explorar una imagen.

Esta imagen se construye porque el ordenador cambia la información que muestra el display si el usuario mueve el dispositivo con la mano, creando la ilusión de una pantalla

completa. El sistema VirtTouch implementa esta estrategia y cuesta sobre 5000€. El inconveniente de estos sistemas es que los dedos permanecen quietos con respecto al

display, y se pierden fuentes de información que tienen su origen en el roce de la piel con la superficie del mismo.

Displays económicos:

Debe pues investigarse en mecanismos para reproducir la sensación del tacto de la manera más fiel posible, y un frente abierto es el de conseguir dispositivos más baratos

que permitan construir displays grandes a un coste reducido.

Así, muchos científicos trabajan en dispositivos basados en materiales que cambian de forma cuando se calientan, como los alambres SMA (Shape Memory Alloy), o en geles

o líquidos que cambian de consistencia o volumen cuando se meten en un campo eléctrico, o bien tratan de estimular con pequeñas corrientes eléctricas, o se utilizan

dispositivos neumáticos, que inyectan aire u otro fluido para crear el bultito que percibe el tacto.

Las válvulas que controlan los circuitos neumáticos pueden estar hechas con tecnologías de micromáquinas (MEMS), cercanas a la utilizada para los chips de nuestros

ordenadores.

Estas tecnologías avanzadas permiten también construir pequeñas válvulas o bombas neumáticas para su uso en medicina por ejemplo. Algunos de estos dispositivos se basan

en elementos termoneumáticos. En ellos no se inyecta un fluido a presión para deformar una membrana.

En su lugar, se introduce un líquido en una cavidad cerrada y se aumenta la temperatura. La dilatación del líquido puede ser suficiente, pero algunos de estos elementos

calientan hasta que el líquido cambia de fase ("hierve"), y el gas que aparece como consecuencia eleva la presión dentro de la cavidad cerrada hasta que se deforma una pared

flexible.

Dispositivos eficientes:

Estos dispositivos son muy eficientes en términos de fuerza ejercida y deformación conseguida. Por lo tanto, ¿por qué no utilizarlos para construir un display táctil?

Esta es la propuesta del autor de este artículo. Junto con el profesor Rafael Navas de la universidad de Málaga se ha construido un display de prueba que está formado por

pequeños tubos de cobre. Los tubos están cerrados con estaño por un extremo, al que se ha soldado un diodo que se calienta cuando hacemos circular una corriente grande

por él.

Después de llenar los tubos con acetona ("hierve" a 56.2ºC), el otro extremo de los mismos se cierra con una membrana flexible. Así, cuando hacemos circular corriente por

el diodo, la temperatura aumenta, aparece gas en el interior del tubo y se eleva la presión, deformándose la membrana y creando por tanto el bultito que puede percibirse

con el tacto.

La idea es atractiva por su aparente sencillez, y por el bajo precio que podría suponer para un display grande. El hecho de que los dispositivos termoneumáticos hayan sido

implementados ya en tecnologías avanzadas como las MEMS es asimismo un indicio del interés de esta propuesta, ya que anuncia la posibilidad de añadir circuitería cercana

al táctel y mejorar la resolución, consiguiendo displays más "inteligentes" y eficientes en su propósito de estimular el sentido del tacto.

Obstáculos a superar:

La perspectiva de buenos resultados no está sin embargo libre de obstáculos, ya que muchos problemas deben resolverse antes de obtenerlos.

En primer lugar, el trabajo de investigación y desarrollo en este campo tan interdisciplinar implica la colaboración de profesionales que puedan mejorar aspectos como las

propiedades del líquido que se introduce dentro del actuador termoneumático, las membranas flexibles, la forma de los actuadores, el sellado, el rendimiento energético, la

velocidad de activación, la resolución del display, etc.

Esta situación es común a la que se encuentra en el mundo de los microsistemas, ya que al incluir sensores, circuitería y actuadores se necesita un conocimiento muy amplio

para abordar su diseño. Al contrario que en el caso de los circuitos integrados, donde el fabricante proporciona modelos de dispositivos y el usuario utiliza refinadas

herramientas de simulación para diseñar, ahora hace falta una interacción mayor entre el diseñador y el fabricante ya que los modelos deben adaptarse o hacerse para

nuestro sistema particular.

Obtenido de: http://www.tendencias21.net/Un-equipo-de-la-Universidad-de-Malaga-desarrolla-pantallas-de-ordenador-tactiles-para-ciegos_a143.html

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Crean una libélula de silicio que será utilizada en misiones de espionaje:

Pesa 120 mg, mide 6 centímetros e integra sensores, emisores de información y un cerebro

Ingenieros franceses han construido un prototipo de libélula artificial hecha de silicio que pesa 120 mg y mide 6 centímetros. Vuela según los mismos principios de las

libélulas naturales y será utilizada por el Gobierno de Francia en misiones de espionaje, como sobrevolar territorios sin ser percibida para transmitir información

estratégica. Poco más grande que la falange de un dedo humano, integra 180.000 nanomúsculos de 9 nano gramos en la superficie de las alas y alcanza una potencia mecánica

útil de 80 mW por solamente 2 mg de microaccionadores integrados. Integra asimismo sensores, emisores de información y un cerebro para coordinar sus movimientos.


Ingenieros franceses han desarrollado una libélula de 120 mg de peso y 6 cm de longitud que en un futuro próximo realizará labores de micro-espionaje en zonas poco

accesibles o contaminadas, a las que el hombre no puede llegar.


La compañía francesa SilMach, con sede en Besançon (Doubs), es la artífice de esta proeza tecnológica, por la que recibió a finales de 2006 el premio Siences et Défense

2005 del ministerio de Defensa francés, en reconocimiento a su labor de investigación en el campo de la biónica.


La libélula artificial tiene un sistema de propulsión de alas batientes y posee una masa de tan sólo 20 mg. Poco más grande que la falange de un dedo humano, esta libélula de

silicio integra nada menos que 180.000 nanomúsculos de 9 nano gramos en la superficie de las alas y alcanza una potencia mecánica útil de 80 mW por solamente 2 mg de

microaccionadores integrados.


En comparación, el motor electromagnético más pequeño comercializado pesa 91 mg, necesita una transmisión de potencia auxiliar y desarrolla 0,5 W/g. Los 100 mg restantes

del micro-espía están dedicados a las microbaterías MEMS, actualmente en desarrollo en el CEA.


Años de trabajo:


Como ya anticipamos en un anterior artículo, cuando esta libélula aún era tan sólo un proyecto, el funcionamiento de este micro robot es sencillo: sus músculos (situados en

las láminas elásticas de las alas y en sus extremidades) se inclinan, se contraen y se estiran en función de la tensión eléctrica (de entre 100 y 150 voltios).


Desde sus puntos de anclaje se genera la flexión, a varias decenas de pulsaciones por segundo, de las alas. La amplitud del batimiento de las alas alcanza los 40º, al igual que

en el modelo animal. Este pequeño robot integra asimismo sensores, emisores de información y un cerebro para coordinar sus movimientos.


La libélula voladora no tripulada o automática aún se encuentra en el estadio de prototipo, pero en un futuro próximo podría ser utilizada por el ejército o por compañías

privadas para obtener información en zonas de difícil acceso o contaminadas.


De hecho, ha sido solicitada por el ministerio francés de Defensa, tal como se explica en este comunicado. Una de sus aplicaciones será sobrevolar territorios sin ser

percibida para transmitir información estratégica a los sistemas de defensa del país.


En realidad se trata de un minúsculo avión no tripulado que es insensible a la contaminación y a las armas convencionales, aunque se le podría destruir de un manotazo. Un

ingenio militar sin precedentes en términos de discreción tanto óptica como acústica.


Tecnología MEMS:


La tecnología MEMS o de sistemas microelectromecánicos aplicada en la libélula es una tecnología electromecánica micrométrica que puede mezclarse, a pequeñísimas

escalas, con sistemas nanoelectromecánicos o NEMS y con la nanotecnología.


Consiste en la integración de elementos mecánicos, operadores y electrónicos, así como de sensores, en un sustrato de silicio, mediante tecnología de microfabricación. Los

componentes micromecánicos se acoplan al silicio gracias a procesos "micromecanizados", que sitúan selectivamente los elementos en la superficie o que añaden a ésta nuevas

capas estructurales.


La compañía Silmach se dedica además a concebir y desarrollar otros sistemas micromecánicos MEMS formados por silicio. Una de sus logros más innovadores ha sido

conseguir añadir funciones mecánicas complejas a circuitos integrados.


Sus clientes proceden de diversos sectores, a parte del de defensa, como el aeronáutico, el automóvil o la relojería. El premio que ha recibido la compañía es un galardón

anual entregado a las contribuciones científicas a la defensa nacional francesa más eminentes.


Antecedentes biónicos:

La biónica, ciencia que estudia las funciones de los organismos vivos y emplea esta información para el desarrollo de sistemas artificiales, como en el caso de esta libélula

espía, ha dado lugar en los últimos años a sorprendentes máquinas


Un ejemplo de estas aplicaciones son los enjambres de robots que en unos años imitarán el comportamiento de los insectos gracias a un sistema de inteligencia colectiva en

cuyo desarrollo trabaja el ejército australiano.


Otro precedente es el robot-chinche que camina sobre el agua y que explorará embalses de agua potable en busca de toxinas.

Obtenido de: http://www.tendencias21.net/Crean-una-libelula-de-silicio-que-sera-utilizada-en-misiones-de-espionaje_a1386.html

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Crean el primer escarabajo cyborg

Crean el primer escarabajo cyborg:

Es capaz de moverse y volar gracias a la acción de los electrodos que activan sus músculos

Científicos de la Universidad de Michigan presentaron el primer escarabajo cyborg del mundo en la conferencia internacional MEMS 2008, celebrada recientemente en

Tucson, Arizona. Se trata de un insecto con electrodos implantados cuyos movimientos pueden dirigirse por control remoto. Elementos como estimuladores neuronales y

musculares o un microcontrolador electrónico permiten controlar al escarabajo, que podría destinarse a labores de espionaje. El desarrollo de esta tecnología está

enmarcado en el proyecto Hi-MEMS de la DARPA estadounidense, que cuenta también desde 2006 con una cucaracha cyborg y que experimenta asimismo en la misma línea

con animales más complejos como las ratas.


En la última conferencia internacional MEMS 2008, especializada en sistemas electromecánicos de tamaño micro y celebrada a mediados del pasado enero en Arizona

(Estados Unidos), científicos de la Universidad de Michigan presentaron un concepto casi novedoso: un insecto cyborg dirigido por control remoto.


En concreto, el cyborg era un escarabajo unicornio -o Dynastes tityus - al que se le habían implantado una serie de electrodos: uno en el cerebro y otros dos en los músculos

encargados de mover las alas.


Con ellos incrustados en el cuerpo, el escarabajo cyborg fue capaz de despegar y aterrizar, de girar a izquierda y derecha, así como de realizar otros movimientos de vuelo

bajo control, como detenerse, gracias a la acción de los electrodos que activaron sus músculos, informa Technovelgy.


Dirección dirigida


Sus creadores explicaron en MEMS 2008 que el sistema consiste en una serie de estimuladores neuronales y musculares insertados, un estimulador visual, un ensamblaje de

poliimida (polímero de moléculas de imido) y un microcontrolador electrónico.


Alimentado energéticamente por dos microbaterías, el dispositivo requiere de un insecto "plataforma" de al menos dos centímetros de longitud, y entre uno y dos gramos de

peso para su instalación.


Los sensores situados en el cerebro y en los músculos que mueven las alas están vinculados al microcontrolador electrónico, y a una pila de ión-litio. Ambos se instalan en el

tórax del insecto, como si fueran un "saco".


Este saco lleva también un estimulador visual compuesto por diodos electro luminiscentes, que se colocan delante de los ojos del insecto. El brillo de los diodos puede incitar

al escarabajo a dirigirse en una dirección concreta, señala Futura Science.


En territorio enemigo:

La implantación de todos estos elementos en el coleóptero se realiza durante la metamorfosis, es decir, cuando el insecto aún se encuentra en el estadio de oruga o de

crisálida. Los pequeños dispositivos instalados se integran mejor en los tejidos aún blandos, que terminan integrándolos. La mortalidad de los insectos varía de entre un 20%

a un 80% según el lugar en que se coloquen los electrodos.


El escarabajo cyborg se enmarca en un proyecto de la DARPA (la Defense Advanced Research Projects Agency) de Estados Unidos bautizado como Hi-MEMS (Hybrid

Insect MEMS), que aspira a desarrollar tecnologías que permitan controlar el movimiento de los insectos.


Para ello, se trabaja en la creación de interfaces máquina-insecto colocando sistemas micromecánicos dentro de los escarabajos en las primeras fases de su formación

orgánica. El control de los vuelos y de los movimientos de los insectos se haría por control remoto, bien con GPS, con Radio Frecuencia o con señales de ultra sonido.


La finalidad principal de estas máquinas-insecto serían las misiones militares, por ejemplo, que llevaran video cámaras y pudiesen penetrar sin ser vistos en territorio

enemigo para recopilar información.


También cucarachas cyborg:


No es la primera vez que se informa de un avance tecnológico de estas características. En 2006 ya habíamos informado en otro artículo de un anterior insecto también

convertido en cyborg: la cucaracha.


En aquel caso se trataba de un insecto al que habían sustituido las antenas por una mochila micro-robótica, dotada de mini cámaras u otros artilugios de captación de

información. La proeza fue llevada a cabo en Japón, en la Universidad de Tokio, y en este caso se hizo mediante cirugía.


La finalidad de una cucaracha tan bien equipada sería la de localizar supervivientes entre las ruinas de una ciudad tras un terremoto o la de realizar misiones de espionaje

industrial o militar. También los movimientos de este insecto eran seguidos y controlados a distancia, es decir, que era teledirigida.


Otro equipo que ha trabajado en esta misma línea es el del proyecto Cockroach Controlled Mobile Robot, de la Universidad de California, que pretende crear un sistema

semi-inteligente en el que también una cucaracha desempeñará el papel de una "central processing unit" ó CPU de un ordenador.


La aparición del escarabajo cyborg confirma que estos experimentos prosiguen y que consiguen resultados, tal como había anticipado el año pasado a la revista Time el

director de Inteligencia Artificial del MIT, Rod Brooks: "Se han realizado algunos experimentos en los que animales simples, como ratas y cucarachas, fueron operados y

manejados por joysticks, pero es la primera vez que se ha inyectado un chip en el estado de crisálida y "criado" dentro de ella".


Eso quiere decir que no sólo cucarachas y escarabajos, sino que también ratas y otros animales simples están siendo experimentados con tecnologías avanzadas para

manipularlos a voluntad con fines que van desde los humanitarios a los militares, pasando por los de la mera investigación.

Obtenido de: http://www.tendencias21.net/Crean-el-primer-escarabajo-cyborg_a2257.html

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Sensor de movimiento MEMS para telefonos moviles y equipos portatiles

Sensor de movimiento MEMS para teléfonos móviles y equipos portátiles:

STMicroelectronics, uno de los mayores fabricantes de circuitos integrados sensibles al movimiento para aplicaciones de consumo y portátiles, ha ampliado su catálogo de

sensores MEMS (Micro Electro-Mechanical System) con la incorporación de un acelerómetro de tres ejes con salida analógica absoluta.

Capaz de operar con cualquier tensión de alimentación en el rango de 2.16 a 3.6 V, el nuevo modelo LIS352AX de elevada estabilidad se convierte en el elemento ideal para

aplicaciones sensibles al movimiento en dispositivos alimentados por batería con restricciones de espacio y coste.


Este nuevo sensor de movimiento de tres ejes ha sido diseñado para ofrecer valores de aceleración en forma de salidas analógicas absolutas. Beneficiándose de una tensión

interna regulada, las mediciones son "insensibles" a las variaciones típicas en la tensión de la fuente de alimentación que suelen producirse en dispositivos con batería, como

teléfonos móviles y otros productos portátiles.


Las ventajas de este desarrollo son dobles, ya que los fabricantes de equipos pueden ahorrar espacio y costes al conectar el sensor directamente a la batería sin necesidad

de un regulador de tensión adicional y también obtienen flexibilidad de diseño porque el sensor es compatible con cualquier tensión de alimentación de una aplicación.

El LIS352AX se caracteriza por una enorme estabilidad sobre un amplio rango de temperatura para offset y sensibilidad 'zero-g'. Con una variación de offset (cambio de

temperatura) de alrededor de ±0.3 mg / °C, el nuevo sensor de ST es uno de los dispositivos más estables del mercado al eliminar la necesidad de compensación de

temperatura en la aplicación.


Presentado en un encapsulado plástico de 3 x 5 x 1 mm³, el LIS352AX posee una salida extremadamente precisa en todo el rango de ±2.0g. Este nuevo modelo opera con

mínimos niveles de ruido y consumo de energía para responder a los estrictos requerimientos de sistemas portátiles con batería.

El diseño robusto y compacto de este acelerómetro ofrece elevada inmunidad a vibración y choque (hasta 10.000g), mientras que su capacidad de auto-test permite al cliente

verificar el funcionamiento del sensor tras ser ensamblado en la tarjeta.

Los acelerómetros MEMS de ST se dirigen a un amplio abanico de aplicaciones 'low-g' de diversos segmentos de mercados de consumo e industriales, incluyendo detección de

caída para protección de datos en drives de disco duro, monitorización y compensación de vibración, control remoto e interfaces de usuario en teléfonos móviles y

dispositivos de juego o reproductores portátiles.

Obtenido de: http://www.actualidad-tecnologica.com/general/sensor-de-movimiento-mems-para-telefonos-moviles-y-equipos-portatiles/

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Loren Romero CAF: MEMS circuit desing

Un lámina de plástico inteligente permite comunicaciones inalámbricas:

Una hoja de plástico, del grosor del papel, ha sido desarrollada por ingenieros de la Universidad de Tokio. Esta lámina ha sido fabricada imprimiendo una serie de

componentes electrónicos orgánicos. El nuevo desarrollo, que mezcla la comunicación con cables y sin cables, permite conectar entre sí dispositivos electrónicos de forma

inalámbrica y proporcionarles energía al mismo tiempo. La finalidad de este proyecto es desarrollar un sistema capaz de conectar miles de dispositivos electrónicos vía

wireless y con un consumo de energía muy bajo.

Ingenieros de la Universidad de Tokio, dirigidos por el profesor de ingeniería Takao Someya, han desarrollado una hoja de plástico que permite a dispositivos electrónicos

situados sobre ella comunicarse entre sí. Esta lámina podría proporcionar una alternativa más segura y con menos consumo de energía que otras comunicaciones wireless,

como el Bluetooth.

Como recoge la revista IEEE Spectrum, con unas mejoras, sus creadores esperan que este "papel" de plástico, inteligente y electrónico pueda ser instalado en las paredes o

en el suelo de nuestras casas y oficinas para que los dispositivos electrónicos que forman parte de nuestra vida cotidiana se comuniquen de una manera más segura y con un

menor gasto de energía que el que necesitan otros sistemas de comunicación inalámbrica, como el Wi-Fi o el Bluetooth.


Otra de las características de este desarrollo, que ha sido presentado en el transcurso del International Electron Devices Meeting celebrado esta semana en la ciudad de

Washington, es que no sólo comunica dispositivos, sino que además les proporciona energía sin que estén conectados directamente a la red eléctrica y sin cables de por medio.

La lámina, que es de un milímetro de grosor, está hecha imprimiendo (con la misma tecnología que la de una impresora de inyección de tinta) varios polímeros (macromoléculas,

generalmente orgánicas, formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.) semiconductores y aislantes, así como de nanopartículas de metales, para

hacer transistores, conmutadores microelectromecánicos (MEM) de plástico, bobinas de comunicaciones y células de memoria. Los MEMs hacen referencia a la tecnología

electromecánica micrométrica y sus productos.

Todos los componentes de la lámina están hechos de materiales orgánicos, lo que permite que puedan ser impresos en capas en hojas de plástico flexibles.

Trabajos previos:

Esta nueva lámina está diseñada para que funcione junto a otra, también desarrollada por la Universidad de Tokio el año pasado, y que era capaz de detectar la posición de

un dispositivo electrónico colocado sobre ella y proporcionarle energía directamente.

Previamente, en 2005, el mismo equipo de investigación fue capaz de crear una piel artificial, a la que llamaron E-Skin. El invento consistió en una fina lámina de plástico con

un transistor orgánico, basado en circuitos electrónicos, que ha sido procesado para formar la piel, cuya estructura es similar a una red.

A largo plazo, la finalidad de este proyecto es desarrollar un sistema capaz de conectar miles de dispositivos electrónicos, lo cual podría ser necesario algún día. La

cantidad de energía necesaria para comunicar de forma inalámbrica tantos dispositivos sería enorme. El enfoque de Someya utiliza una combinación de comunicaciones

inalámbricas de onda extremadamente corta y cables para proporcionar una alternativa de bajo consumo energético.

Con cables y sin cables

"Nuestra propuesta es una mezcla de comunicaciones sin cables y con cables en la que la comunicación se hace a través de cable hasta el último milímetro, en el que la

comunicación se vuelve inalámbrica. Si la comunicación inalámbrica es tan corta la energía no se disipa, y no requiere un contacto directo, por lo que no se necesita ningún

cable (para conectar los dispositivos)", afirma Someya en la revista IEEE Spectrum.

Ambas láminas de comunicaciones están constituidas por una rejilla de células de 8×8 pulgadas. Cada célula contiene una bobina para la transmisión y recepción de señales y

conmutadores MEM de plástico para activar y desactivas las bobinas y para conectarse a las células adyacentes. Una vez colocados dos dispositivos electrónicos sobre la

lámina, los sensores detectan su localización. Un chip de control colocado en el borde de la lámina decide cuál es el mejor modo de dirigir las señales entre ambos objetos a

través de la lámina.

La comunicación incluye dos procesos. En primer lugar, se transmite la información de forma inalámbrica entre el dispositivo y la lámina utilizando señales de radio de onda

extremadamente corta (del orden de milímetros). Luego, una serie de conmutadores MEM se cierran para formar una conexión por cable entre las células adyacentes,

estableciendo un camino entre ambos dispositivos. Esto origina una conexión por cable entre una bobina receptora en el primer dispositivo y una bobina transmisora en el

segundo. Si los dispositivos se mueven o se retiran de la lámina, o se añaden otros nuevos, se formarán nuevos enlaces de comunicaciones en el momento.

"Su primera aplicación puede ser una "mesa inteligente" que permitiría a algunos dispositivos comunicarse entre sí sin necesidad de que estuvieran conectados unos con

otros", comenta Takao Someya en declaraciones recogidas por Technology Review.

Obtenido de: http://www.tendencias21.net/Un-lamina-de-plastico-inteligente-permite-comunicaciones-inalambricas_a1980.html

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Alta tecnologia en el instituto de Costa Rica

Alta tecnología en el Instituto Tecnológico de Costa Rica, en colaboración con Intel Costa Rica

Desde su establecimiento en CostaRica, Intel ha apoyado e incentivado la investigación y el desarrollo de alta tecnología. La relación entre Intel y el TEC inició con el

desarrollo y actualización curricular, así como proyectos de graduación para los estudiantes.


El apoyo financiero a la investigación y desarrollo en el TEC está orientado a llevar la relación a un nivel superior: la creación depropiedad intelectual y

solucionespropietarias para la industria.


Para iniciar este nuevo nivel de cooperación, Intel ha financiado proyectos de investigación en la Escuela de Ingeniería Electrónica (EIE).

 Un ejemplo de esta exitosa cooperación es el diseño y fabricación del circuito integrado TUHCR, el primer circuito integrado100% costarricense, en el que tres de los

cuatro diseñadores que participaron en el diseño y tape out son profesores de la EIE. Intel Costa Rica financió parcialmente los costos de fabricación por medio del

proyecto "Optimización de Circuitos Basada en Algoritmos Genéticos.


El siguiente paso en este modelo de cooperación es el financiamiento del proyecto "Dispositivo Miniaturizado para el Análisis de Fallas de Circuitos Integrados con

Estructuras a Escala Nanométrica", también conocido como el Proyecto Spiderbot.

Este proyecto está registrado en el Centro Nacional de Alta Tecnología y se lleva a cabo en cooperación con el Grupo de Análisis de Fallas de Intel Costa Rica. Involucra

profesores del TEC de las Escuelas de Ingeniería Electrónica, Física e Ingeniería en Computación.

Hasta donde tenemos conocimiento,este es el único proyecto en el campo de los robots miniaturizados en Costa Rica.
 

Impacto del Proyecto Spiderbot en el TEC:
 
El Proyecto Spiderbot ha contribuido en multiples formas a fortalecer la investigación multidisciplinaria en el TEC. Es un ambicioso proyecto con un amplio espectro de

potenciales aplicaciones en diferentes disciplinas.


Primero, contribuyó a la creación de un grupo de multidisciplinario de profesores con interés en investigar en el área de microelectrónica y microsistemas. Su trabajo es

apoyado por estudiantes desarrollando sus proyectos de graduación, prácticas dirigidas, proyectos de laboratorio o como asistentes estudiantiles.


La investigación ha incluido a estudiantes de Ingeniería Electrónica, Computación y Ciencia e Ingeniería de Materiales.

De enero de 2008 hasta la fecha, se ha llevado a cabo 16 proyectos de graduación, dos practices dirigidas y un proyecto de laboratorio relacionados con el Proyecto.

Spiderbot ha dado a los estudiantes la oportunidad de poner en práctica su conocimiento en el diseño de circuitos integrados y arquitectura de microcontroladores,

aplicando el diseño front to back para circuitos digitales y analógicos en el Laboratorio de Diseño VLSI donado por Intel.

El diseño de circuitos integrados ya había sido incorporado en los cursos de teoría y laboratorio en la EIE tomando provecho de este laboratorio.

Además los estudiantes han incursionado en el diseño de MEMS (sistemas microelectromecánicos) realizando evaluación y diseño de MEMS, aplicando sus conocimientos en

física y métodos numéricos en el Laboratorio de Modelado y Simulación donado por Intel a la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales.


La práctica es la mejor forma de aprender alta tecnología:

Doce profesores de Ingeniería Electrónica, Física, Computación, y Ciencia e Ingeniería de Materiales han participado en el proyecto. Además, los métodos de fabricación,

MEMS y circuitos integrados desarrollados en el proyecto son una plataforma para investigación futura.


Más que un proyecto de investigación, Spiderbot es el inicio de una vision de largo plazo para el diseño de circuitos integrados y MEMS en el TEC. La experiencia generada

abrirá las posibilidades de cooperación nacional e internacional con universidades, industria y gobierno para aplicaciones médicas y biológicas, entre otras posibles

aplicaciones.

           Obtenido de: http://www.tec.cr/sitios/Vicerrectoria/vie/investigacion/spiderbot/Paginas/default.aspx

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Sistemas Microelectromecanicos

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Sistemas microelectromecánicos:

Microelectromecánicos (Microelectromechanical Systems, MEMS) se refieren a la tecnología electromecánica, micrométrica y sus productos, y a escalas relativamente más

pequeñas (escala nanométrica) se fusionan en sistemas nanoelectromecánicos (Nanoelectromechanical Systems, NEMS) y Nanotecnología. MEMS también se denominan

'Micro Máquinas' (en Japón) o 'Tecnología de Micro Sistemas' - MST (en Europa). Los MEMS son independientes y distintos de la hipotética visión de la nanotecnología

molecular o Electrónica Molecular. MEMS en general varían en tamaño desde un micrómetro (una millonésima parte de un metro) a un milímetro (milésima parte de un metro).

En este nivel de escala de tamaño, las construcciones de la física clásica no son siempre ciertas. Debido a la gran superficie en relación al volumen de los MEMS, los efectos

de superficie como electrostática y viscosidad dominan los efectos de volumen tales como la inercia o masa térmica. El análisis de elementos finitos es una parte importante

del diseño de MEMS. La tecnología de sensores ha hecho progresos significativos debido a los MEMS. La complejidad y el rendimiento avanzado de los sensores MEMS ha

ido evolucionando con las diferentes generaciones de sensores MEMS.


El potencial de las máquinas muy pequeñas fue apreciado mucho antes de que existiera la tecnología que pudiera construirlas - véase, por ejemplo, la famosa lectura de 1959

de Feynman "Hay mucho espacio en lo pequeño". Los MEMS se convirtieron en prácticos una vez que pudieran ser fabricados utilizando modificación de tecnologías de

fabricación de semiconductores, normalmente utilizadas en electrónica. Estos incluyen moldeo y galvanoplastia, grabado húmedo (KOH, TMAH) y grabado en seco (RIE y

DRIE), el mecanizado por electro descarga (EDM), y otras tecnologías capaces de fabricar dispositivos muy pequeños.


Existen diferentes tamaños de empresas con importantes programas MEMS. Las empresas más grandes se especializan en la fabricación de componentes de bajo costo alto

volumen o paquetes de soluciones para los mercados finales como el automotriz, biomedicina, y electrónica. El éxito de las pequeñas empresas es ofrecer valor en soluciones

innovadoras y absorber el costo de fabricación con altos márgenes de ventas.Tanto las grandes como las pequeñas empresas realizan trabajos de I + D para explorar la

tecnología MEMS.


Uno de los mayores problemas de los MEMS autónomos es la ausencia de micro fuentes de energía con alta densidad de corriente, poder y capacidad eléctrica.

Un ácaro cerca de un grupo de engranajes producidos utilizando MEMS. Cortesía de los Laboratorios Nacionales Sandia (Sandia National Laboratories), tecnologías SUMMiTTM, www.mems.sandia.gov

MEMS descripción:

Los avances en el campo de los semiconductores están dando lugar a circuitos integrados con características tridimensionales e incluso con piezas móviles. Estos dispositivos,

llamados Sistemas Micro electromecánicos (MEMS), pueden resolver muchos problemas que un microprocesador más el software o configuración no ASIC (Chip integrados

de aplicación específica) no pueden. La tecnología MEMS puede aplicarse utilizando un sin número de diferentes materiales y técnicas de fabricación; la elección dependerá

del tipo de dispositivo que se está creando y el sector comercial en el que tiene que operar.

Silicio:

El silicio es el material utilizado para crear la mayoría de los circuitos integrados utilizados en la electrónica de consumo en el mundo moderno. Las economías de escala,

facilidad de obtención y el bajo costo de los materiales de alta calidad y la capacidad para incorporar la funcionalidad electrónica hacen al silicio atractivo para una amplia

variedad de aplicaciones de MEMS. El silicio también tiene ventajas significativas que han surgido a través de sus propiedades físicas. En la forma mono cristalina, el silicio

es un material Hookeano (cumple la ley de Hooke) casi perfecto, lo que significa que cuando está en flexión prácticamente no hay histéresis y, por lo tanto, casi no hay

disipación de energía. Así como para hacer movimientos altamente repetibles, esto hace también que el silicio sea muy fiable, ya que sufre muy pequeña fatiga y puede tener

una duración de vida de servicio en el rango de billones o trillones de ciclos sin romper. Las técnicas básicas para la producción de todos los dispositivos MEMS basados en

silicio son la deposición de capas de material, produciendo un patrón en estas capas por fotolitografía y luego grabando para producir las formas necesarias.

Polímeros:

A pesar de que la industria de la electrónica proporciona una economía de escala para la industria del silicio, el silicio cristalino es todavía un material complejo y

relativamente costoso de producir. Los polímeros por el contrario se pueden producir en grandes volúmenes, con una gran variedad de características materiales. Los

dispositivos MEMS puede hacerse de polímeros, por los procesos de moldeo por inyección, estampado o estéreo litografía y son especialmente adecuados para aplicaciones

micro fluídicas tales como los cartuchos desechables para análisis de sangre.

Metales:

Los metales también se puede usar para crear elementos MEMS. Aunque los metales no tienen algunas de las ventajas mostradas por el silicio en términos de propiedades

mecánicas, cuando son utilizan dentro de sus limitaciones, los metales pueden presentar grados muy altos de fiabilidad.

Los metales pueden ser depositados por galvanoplastia, por evaporación, y mediante procesos de pulverización.

Los metales comúnmente utilizados incluyen al oro, níquel, aluminio, cromo, titanio, tungsteno, plata y platino.

Procesos MEMS:


Procesos de Deposición:

Uno de los elementos básicos en el procesamiento de MEMS es la capacidad de depósito de películas delgadas de materiales. En este texto asumimos

que una fina película puede tener un espesor de entre unos pocos nanómetros a unos 100 micrómetros. Los procesos de deposición de uso común son: Electroenchapado

(Electroplating), Deposición Pulverizada (Sputter deposition), la deposición física de vapor (PVD) y deposición química de vapor (CVD).


Fotolitografía:

Litografía en el contexto MEMS es, por lo general la transferencia de un patrón a un material fotosensible por exposición selectiva a una fuente de radiación, como la luz.

Un material fotosensible es un material que experimenta un cambio en sus propiedades físicas cuando es expuesto a una fuente de radiación. Si nosotros exponemos

selectivamente un material fotosensible a la radiación (por ejemplo, mediante el enmascaramiento de algo de la radiación) el patrón de la radiación sobre el material es

transferido al material expuesto, resultando en que las propiedades de las regiones expuestas y no expuestas difieren.

Esta región expuesta puede luego ser removida o tratada proveyendo una máscara para el substrato subyacente. La Fotolitografía es típicamente usada con metal u otra

deposición de película delgada, en procesos de grabado secos o mojados.


Procesos de Grabado:

Hay dos categorías básicas de procesos de grabado: grabado mojado y seco. En el primer caso, el material se disuelve cuando se sumerge en una solución química. En el

último, el material se pulveriza o disuelve utilizando vapor iones reactivos o un grabado de fase vapor. Véase Williams y Muller [1] o Kovacs, Maluf y Peterson [2] para un

poco de visión de conjunto de las tecnologías de grabado MEMS.


Grabado mojado:

El grabado por mojado químico consiste en una remoción selectiva de material por inmersión de un substrato dentro de una solución que la pueda disolver. Debido a la

naturaleza química de este proceso de grabado, usualmente una buena selectividad puede ser obtenida, lo cual significa que la tasa de grabado del material a grabar es

considerablemente más alta que la del material de la máscara si se selecciona cuidadosamente.


Algunos materiales mono cristalinos, como el silicio, tendrán diferentes tasas de grabados dependiendo en la orientación cristalográfica del substrato. Esto se conoce como

grabado anisotrópico y uno de los ejemplos más comunes es el grabado del silicio en KOH (hidróxido de potasio), donde los planos<111> del Silicio se graban aproximadamente

100 veces más lento que otros planos (orientaciones cristalográficas). Por lo tanto, grabando un agujero rectangular en un (100)- una oblea de silicio resulta en en un

grabado de ranuras en forma de pirámide con paredes en ángulo de 54.7°, en lugar de un agujero con paredes curvas como podría ser el caso del grabado isotrópico, donde

los procesos de grabado progresan a la misma velocidad en todas las direcciones. Agujeros largos y estrechos en una máscara producirán surcos en el silicio. La superficie de

estas ranuras puede ser automáticamente suavizadas si el grabado se lleva a cabo correctamente, con las dimensiones y los ángulos siendo extremadamente precisos.


El grabado Electroquímico (CEPE) para una remoción selectiva del dopante del silicio es un método común para automatizar y controlar selectivamente el grabado. Se

requiere un diodo de juntura p-n activo, y cualquier tipo de dopante puede actuar como material resistente al grabado ("detención del grabado"). El Boro es el dopante más

común de detención del grabado. En combinación con el grabado mojado anisotrópico como se ha descrito anteriormente, el ECE se ha utilizado con éxito para el control del

espesor del diafragma de silicio en sensores de presión piezo-resistivos de silicio. Las regiones selectivamente dopadas pueden ser creadas tanto por implantación, difusión,

o deposición epitaxial de silicio.


Grabado por iones reactivos (RIE):

En el grabado por iones reactivos (RIE), el sustrato se coloca dentro de un reactor en el que se introducen varios gases. El plasma es pulsado en la mezcla de gases

utilizando una fuente de energía de RF, rompiendo las moléculas del gas en iones. Los iones son acelerados y reaccionan con la superficie del material siendo grabado,

formando otro material gaseoso. Esto se conoce como la parte química del grabado por iones reactivos. También hay una parte física que es de naturaleza similar al proceso

de deposición por pulverización. Si los iones poseen energía suficientemente alta, pueden impactar a los átomos fuera del material a ser grabado sin una reacción química. Es

una tarea muy compleja desarrollar procesos de grabado en seco que equilibren grabado químico y físico, ya que hay muchos parámetros a ajustar. Al cambiar el equilibrio

es posible influir en la anisotropía del grabado, ya que la parte química es isotrópica y la parte física altamente anisotrópica, la combinación puede formar paredes

laterales, que tienen formas desde redondeadas a verticales.


Grabado profundo de iones reactivos (DRIE):

Una subclase de la RIE, que continúa creciendo rápidamente en popularidad es la RIE profunda (DRIE). En este proceso, las profundidades de grabado de cientos de

micrómetros pueden ser alcanzados con paredes casi verticales. La principal tecnología se basa en el llamado "proceso de Bosch" [3], llamado luego de que la empresa

alemana Robert Bosch, presentara la patente original, donde dos composiciones de gases diferentes se alternan en el reactor. Actualmente hay dos variaciones de la DRIE.

La primera modificación consiste en tres pasos (el proceso de Bosch, tal como se utiliza en la herramienta UNAXIS), mientras que la segunda variación sólo consiste en dos

pasos (ASE utilizado en la herramienta de STB). En la 1 ª Modificación, el ciclo de grabado es el siguiente: (i) SF6 grabado isotrópico; (ii) C4F8 pasivación; (iii) SF6

grabado anisoptrópico para limpieza de suelo. En la 2 ª variación, los pasos (i) y (iii) se combinan.


Ambas variaciones funcionan de manera similar. El C4F8 crea un polímero sobre la superficie del substrato, y en el segunda, la composición del gas (SF6 y O2) graba el

substrato. El polímero es inmediatamente pulverizado lejos por la parte física del grabado, pero sólo en las superficies horizontales y no en las paredes laterales. Desde el

polímero sólo se disuelve muy lentamente en la parte de la química de grabado, se acumula en las paredes laterales y los protege de grabado. Como resultado de ello, el

grabado se pueden alcanzar relaciones de aspecto de 50 a 1. El proceso puede ser utilizado fácilmente para grabar completamente a través de un substrato de silicio, y las

tasas de grabado son 3-4 veces más altas que el grabado mojado.

Grabado por difluorido de Xenon:

El difluorido de Xenon (XeF2) es un grabador por fase de vapor seco isotrópica para silicio originalmente aplicada en MEMS en 1995 en la Universidad de California, Los

Angeles [4] [5]. Originalmente usada para la liberdarión de estructuras de metal y dieléctricas por medio del cortado del silicio, XeF2 tiene la ventaja de no tener pegado

por viscosidad a diferencia del grabado mojado. Su selectividad de grabado es muy alta, lo que le permite trabajar con fotoresistencia, SiO2, nitruro de silicio, y diversos

metales para enmascarar. Su reacción al silicio es "libre de plasma", es puramente químico y espontáneo y a menudo es operado en modo pulsado. Se encuentran disponibles

modelos de la acción del grabado están disponibles[6], y laboratorios universitarios y diversas herramientas comerciales ofrecen soluciones utilizando este enfoque.

Paradigmas de los MEMS de Silicio:


Micromaquinado volumétrico:

Micromaquinado volumétrico es el paradigma más antiguo de los MEMS basado en silicio. Todo el grosor de una oblea de silicio se utiliza para la construcción de las micro-

estructuras mecánicas. [2] El silicio es mecanizado utilizando diversos procesos de grabado. La unión anódica de placas de vidrio u obleas de silicio adicionales se utilizan

para añadir características tridimensionales y para encapsulación hermética. El micromáquinado volumétrico ha sido esencial para que los sensores de presión de alto

rendimiento y acelerómetros que han cambiado la forma de la industria de los sensores en los 80's y 90's.


Micromáquinado superficial:

El micromáquinado superficial utiliza deposición de capas sobre la superficie de un substrato como material estructural, en lugar de utilizar el substrato mismo. [7] El

micromaquinado superficial se creó a fines de los 80 para hacer el micromáquinado de silicio más compatibles con la tecnología de circuito integrado plano, con el objetivo

de la combinación de MEMS y circuitos integrados en la misma oblea de silicio. El concepto original del micromaquinado superficial se basa en delgadas capas de silicio

policristalino modelado como estructuras mecánicas móviles y expuestas por grabado de sacrificio de las subcapas de óxido. Electrodos en peine interdigital son utilizados

para producir fuerzas en plano y detectar movimientos en plano de forma capacitiva. Este paradigma MEMS ha permitido a la manufactura de acelerometros de bajo costo,

por ejemplo sistemas de Bolsas de aire para automóviles (Air-bags) y otras aplicaciones donde bajos rendimientos y/o altos rangos de "g" son suficientes. Mecanismos

Analógicos han sido pioneros en la industrialización del micromaquinado superficial y han realizado la co-integración de los MEMS y los circuitos integrados.


Micromaquinado de Alta relación de aspecto (HAR):

Ambos micromaquinados volumétrico y superficial son todavía usados en la producción industrial de los sensores, las boquillas de chorro de tinta y otros dispositivos. Pero,

en muchos casos, la distinción entre estos dos ha disminuido. La nueva tecnología de grabado, el grabado profundo por iones reactivos ha hecho posible combinar el buen

desempeño típico del micromaquinado volumetrico con estructuras en peine y operaciones en plano típicas de micromaquinado superficial. Si bien es común en el

micromaquinado superficial tener espesores de capa estructurales en el rango de 2 μm, en el micromaquinado HAR el espesor es de 10 a 100 μm. Los materiales comúnmente

utilizados en el micromaquinado HAR son silicio policristalino denso, conocido como epi-poly, y las obleas pegadas de silicio-sobre-aislante (SOI), si bien los procesos para

las obleas de silicio volumetricas también han sido creadas (SCREAM). Pegando una segunda oblea mediante fritura de vidrio, la unión anódica o unión de aleación se utiliza

para proteger las estructuras MEMS. Los circuitos integrados están normalmente no combinados con el micromaquinado HAR. El consenso de la industria en este momento

parece ser que la flexibilidad y la reducción en complejidad obtenidos teniendo las dos funciones separadas parece pesar más que la pequeña penalidad en el envasado.


Aplicaciones:

• Aplicaciones comunes incluyen:

• Impresoras de inyección de tinta, que utilizan piezoeléctricos o burbuja térmica de eyección para depositar la tinta sobre el papel.

• Acelerómetros en los automóviles modernos para un gran número de finalidades, entre ellas el despliegue de colchón de aire (airbag) en las colisiones.

• Acelerómetros en dispositivos de electrónica de consumo, tales como controladores de juegos (Nintendo Wii), reproductores multimedia personales y teléfonos móviles (Apple iPhone) [8] y una serie de Cámaras Digitales (varios modelos Canon Digital IXUS). También se usa en ordenadores para estacionar el cabezal del disco duro es detectada una caída libre, para evitar daños y pérdida de datos.

• Giroscopios MEMS modernos utilizados en automóviles y otras aplicaciones de orientación para detectar, por ejemplo, un rolido y desplegar una cortina air-bag más o activar el control dinámico de estabilidad.

• Sensores de presión de Silicio, por ejemplo, en sensores de presión de neumáticos de automóviles, y en sensores de presión arterial desechables.

• Pantallas por ejemplo, el chip DMD en un proyector basado en la tecnología DLP posee en su superficie varios cientos de miles de microespejos.

• Tecnología de conmutación de fibra óptica que se utiliza para tecnología de conmutación y alineación para comunicaciones de datos.

• Aplicaciones Bio-MEMS aplicaciones en medicina y tecnologías relacionadas con la salud desde Lab-On-Chip (laboratorios en un chip) a Análisis Micro Total (biosensores, sensores químicos) para MicroTotalAnalysis (biosensor, chemosensor).

• Aplicaciones IMOD en la electrónica de consumo (sobre todo pantallas en los dispositivos móviles). Se utiliza para crear tecnología pantalla de modulación interferométrica - reflexiva.

• El Adams Golf DiXX Digital Instrucción Putter usa MEMS, concretamente un microsistema de navegación inercial para analizar los factores del movimiento del swing, incluyendo el camino, el tiempo, la velocidad y los niveles de vibración de la mano.

• Microscopia de fuerza atómica o AFM: Los sensores de fuerza (micropalancas) usados en AFM son en sí sistemas microelectromecánicos producidos con técnicas de microfabricación. Con estos pueden obtenerse medidas de fuerzas en el rango de pN (piconewton) a nN (nanonewton), así como levantar topografías de superficies a escala atómica.
• 
  

Investigación y Desarrollos MEMS:

Los investigadores en MEMS utilizan diversas herramientas de software de ingeniería para llevar un diseño desde el concepto a la simulación, prototipado y ensayos. El

análisis por elementos finitos (Finite element methods, FEM) es una parte importante en el diseño de los MEMS. Simulación dinámica, del calor, y eléctrica, entre otras,

pueden ser realizadas por ANSYS y COMSOL, así como por COVENTOR. Otro software, como MEMS-PRO, se utiliza para producir una composición del diseño adecuado

para la entrega a la empresa de fabricación. Una vez que los prototipos están listos, los investigadores pueden probarlos utilizando diversos instrumentos, entre ellos

vibrómetros de escaneo doppler láser, microscopios, y estroboscopios.

Obtenido de: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_microelectromec%C3%A1nicos

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