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2015년 04월 14일 (화) 10:27
미시건대 쌀알 크기 초소형 컴퓨터 개발

미시건대학교의 전자컴퓨터공학(EECS)가 10년 동안 개발한 쌀 한 톨 크기의, 부피 1mm3 규모의 세계에서 가장 작은 초소형 컴퓨터인 Michigan_Micro_Mote‬(M3)를 개발했다. 

2014년 5월 19일에 미국 스탠포드대 전기공학과의 아다 푼(Ada S. Y. Poon) 교수와 심장외과의 의학자들이 쌀 한 톨 크기(2 mm, 70 mg)의 마이크로이식기들(microimplants)을 개발하고, 동시에 인간 몸에는 해를 끼치지 않는 중거리무선전송(mid-field wireless transfer) 기술을 개발, 토끼나 쥐에 이식된 마이크로이식기들에 전원을 무선 전송 또는 충전하는데 성공해, 전세계 의학계를 떠들썩하게 했는데, 이번에는 쌀 한 톨 크기의 마이크로 컴퓨터가 개발돼 사물인터넷(IoT)뿐만 아니라 생체인터넷(IOB), 산업인터넷(IIoT), 스마트홈 등에 다양하게 적용될 전망이다.

CBS 방송 및 Cent 등 외신은 2015년 4월 6일 이 소식을 전했다. M3는 5센트 동전 테두리에 세울 수 있을 정도로 작지만 동작/모션 감지, 혈액감지, 혈관 막힘 감지, 당뇨수준감지, 생체이미징, 먹는 내시경, 사진기, 온도계, 혈압측정기, 압력, 기후, 에너지관리, 공기 및 물 관리, 교통, 동물관리, 안전, 기계작동, 스마트홈, 스마트카, 스마트학교 등 다양한 역할을 할 수 있어 활용도가 높을 것으로 기대된다. 

사람의 몸에 삽입해 환자의 심전도를 상시 검사하고, 암 전이를 측정할 수 있으며, 심장 박동과 체온도 측정한다. 뿐만 아니라 정유회사에서는 컴퓨터를 사람이 들어갈 수 없는 석유 유정에 넣어 채굴 가능성이 얼마나 남았는지를 점검해 효율적으로 사업을 운영할 수 있다. 

또한 M3 를 지갑이나 열쇠 등 중요한 소지품에 부착하면, 물건을 찾기 위해 집안 전체를 뒤질 이유가 없다. 컴퓨터의 위치 정보만 확인하면 되기 때문이다. 심지어 문, 창문, 서랍, 귀중한 물건에 붙이면 도둑이 들어와 훔쳐갈 때 즉각 알 수 있다. 

사물 인터넷이 성장하려면 인터넷을 지원하는 기기의 크기가 줄어들어야 한다. 컴퓨터의 크기가 작아질수록 활용 범위는 극대화되기 때문이다. 

연구팀은 컴퓨터의 크기를 줄이기 위해서 전력을 최소화 하는 방법을 택했다. 전력 사용을 줄여 배터리와 전체 기기의 크기도 줄일 수 있었다. M3는 몇 개 층의 칩으로 이루어져 있는데, 앞 층은 센서들이고, 그 다음 층은 라디오 칩이고 가운데 층은 마이크로프로세서와 메모리이며, 뒤 층은 배터리로 이루어져 있다. 

센서들은 데이터를 입력하고 라디오는 데이터를 출력한다. 또한 배터리는 130나노미터의 태양전지 두 개를 탑재했는데, 이 태양전지는 햇빛뿐만 아니라 사무실이나 가정의 형광등이나 다양한 조명으로 충전되기 때문에 영구적으로 사용할 수 있다. 

또한 초소형 컴퓨터에는 키보드도, 마우스도, 디스플레이 화면도 없다. 대신 빛을 이용해 M3와 소통한다. 고주파수 빛을 기기에 비추면, M3는 연결된 컴퓨터에 정보를 전달하고 M3가 처리하는 모든 정보는 라디오 주파수를 통해 중앙 컴퓨터로 모이게 된다. 

M3는 현재 생산 준비를 마쳤고, 연구진은 '스마트 먼지(Smart Dust)'라고 부르는 더 작은 컴퓨터를 만들기 위해 연구를 진행하고 있다. 데니스 실버스텔러(Dennis Sylvester) 교수는 "수백 미크론까지 크기를 줄여 세포 안에 칩을 삽입할 날이 올 것"이라며 "공상 과학을 현실로 만들고 있다"고 말했다.

 

 
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