Bananfluga förebild för trådlös biosensor

Fruktflugors låga energiförbrukning inspirerar forskarna
vid Luleå tekniska universitet. Bild; IstockPhoto

Fruktflugors nervsystem inspirerar forskaren Fredrik Sandin, vid Luleå tekniska universitet till att utveckla den nya generationens trådlösa sensorer. De kan t ex användas för övervakning av maskiner, processer, medicinska tillämpningar, övervakning av odlingar, vägar, järnvägar och innebär en stor teknisk revolution

- Effekterna av den här utvecklingen på samhälle, industri och det dagliga livet väntas bli jämförbar med den förändring som Internet har inneburit, säger Fredrik Sandin, forskare som tillhör avdelningen EISLAB vid Luleå tekniska universitet och som nyligen inlett ett 4-årigt forskningsprojekt.

Trådlösa sensornätverk bestående av sensorer, mikrodatorer och trådlös kommunikation via Internet, som samarbetar för att möjliggöra inhämtning och analys av information, väntas revolutionera såväl industrin som vårt vardagliga liv. En förutsättning för att de ska fungera effektivt är låg energiförbrukning och här kommer fruktflugorna in i bilden

- Jämför man dagens mikroprocessorer med biologiska nervsystem, t ex hos fruktflugor, så använder dessa en bråkdel av den energi som tekniken förbrukar för att koda och analysera information, säger Fredrik Sandin.

För att möjliggöra storskaliga system krävs att sensorenheterna, under lång tid kan analysera de enorma datamängder som produceras i sensornätverket, utan att förbruka stora mängder energi. Idag skickas informationen vidare till en central dator som utför analysen, vilket är energikrävande. Forskarnas mål är att utveckla ett så kallat ”neuromorfiskt” chip med möjlighet att på ett extremt energieffektivt sätt koda och bearbeta signaler från sensorer.

- Vi försöker överföra hjärnans beräkningsprinciper till chip som simulerar små nervsystem, säger Fredrik Sandin.

Ett neuromorfiskt chip kan förbruka så lite som några tiotals mikrowatt. Det motsvarar den effekt som krävs för att hålla dagens teknik i strömsparläge.

Forskningsprojektet Bio-inspired computing and novel technology for networks of tiny wireless sensor divices leds av EISLAB vid LTU. Professor Jerker Delsing koordinerar projektet tillsammans med Fredrik Sandin. Monash Universitetet i Australien, Institutet för Neuroinformatik i Schweiz och PETRONAS tekniska universitet i Malaysia medverkar även de i projektet som finansieras av STINT (Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning)