Abbiamo intervistato Benedetto Vigna, general manager dell’Analog and MEMS Group di STMicroelectronics.
di Gian Piero Jacobelli
In questi ultimi anni abbiamo assistito a una vera e propria rivoluzione nel rapporto tra tecnologia e utenza. Questo cambiamento può essere facilmente rappresentato dalla parola “interazione”. Sempre più ci siamo abituati a utilizzare strumenti capaci di percepire, analizzare e assecondare i nostri comportamenti e operare di conseguenza. Il merito di questa evoluzione può essere attribuito in gran parte alla interazione tra il mondo della elettronica dei microchip e quello della meccanica. Insomma, ai MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems), che hanno la caratteristica di sfruttare contemporaneamente le proprietà elettriche e quelle meccaniche del silicio.
Oggi, a cinque anni di distanza dal nostro primo articolo, ritorniamo sul tema per mettere in evidenza non solo lo sviluppo dei MEMS nel loro ruolo tradizionale di sensori, ma anche l’allargamento a una funzione completamente nuova: quella di attuatori. Della prima fase hanno fatto parte, e continuano a farlo, accelerometri, giroscopi, sensori magnetici, per gli utilizzi più vari: dalla rotazione degli schermi nei cellulari, ai microfoni, alle console dei videogiochi. Poi, sempre coi MEMS, con il giroscopio, si arriva alla stabilizzazione delle immagini, e con i sensori di pressione alla navigazione inerziale completa (PDR, Pedestrian Dead Reckoning) che calcola la distanza percorsa dall’utente, oltre alla sua direzione, partendo dall’ultima posizione nota (letta da un chip GPS). E per ultime le applicazioni ai prodotti ‘indossabili’ (wearable) come quelli per il fitness, e in generale per l’IoT (Internet of Things) con l’esigenza di sempre maggiore accuratezza e basse richieste di potenza e di consumo (come per il termostato intelligente NEST).
Il passaggio più recente, un vero salto tecnologico, è quello dall’utilizzo dei MEMS come sensori, a quello di attuatori. Un tipo di attuatore MEMS è il microspecchio (fig. 2) e (fig. 3) utilizzato fra l’altro da Intel nel suo progetto di Perceptual Computing. I microspecchi permettono di generare comandi al PC partendo dalla analisi di gestualità umana.
Utilizzando l’effetto piezoelettrico per trasformare variazioni di tensione in micromovimenti meccanici sono nati altri tipi di attuatore.
Un utilizzo classico è quello di ‘autofocus’ veloce per macchine fotografiche sviluppato da poLight, dove (fig. 1) una microscopica membrana stesa su un foro al centro del MEMS in linea con l’obiettivo, si deforma a seguito di segnali elettrici alla sua periferia, imitando la funzione di messa a fuoco del cristallino nell’occhio umano.
Un altro utilizzo è quello di ‘scanning and printing’ in 3D, la rilevazione di immagini del modello e la sua riproduzione con una stampante a 3D con getti a pressione più alta di quella normalmente utilizzata nelle stampanti ink jet. Un terzo utilizzo è infine quello degli ‘hearing aids’, pure dotati di altoparlanti ‘piezo’.
Guardando avanti, gli attuatori formato MEMS ci faranno fare un altro salto verso nuove applicazioni. Già adesso stiamo reinventando la stampa e creando una nuova interfaccia uomo macchina. Facile immaginare che la robotica non potrà fare a meno di attuatori così piccoli e leggeri. La salute e la cura della persona sono già interessati. La tecnologia c’è, servono nuove idee per nuove applicazioni.
