L’iniziativa, alla quale prendono parte 27 partner di 7 paesi diversi, si propone di sviluppare nuovi e più piccoli microfoni e sensori a ultrasuoni per dispositivi indossabili di nuova generazione.
L’assistenza medica, l’invecchiamento sereno, la sicurezza energetica e la qualità dei prodotti sono questioni fondamentali per la nostra società, con la tecnologia che svolge un ruolo sempre più importante in questi campi. L’iniziativa europea “Listen2Future” si propone di migliorare e creare nuovi sensori con le tecnologie acustiche disponibili (microfoni e dispositivi ad ultrasuoni) da utilizzare principalmente in medicina per indagini rapide e non invasive. La ricerca, finanziata dalla comunità europea con circa 30 milioni di euro, migliorerà in modo significativo le prestazioni dei sistemi esistenti e produrrà anche soluzioni completamente nuove a beneficio della società, delle persone e della salute.
Innovazioni digitali per l’industria e la medicina
Uno degli obiettivi è quello di produrre in grandi volumi i minuscoli sensori MEMS acustici per ridurne il costo e renderli disponibili per un’ampia gamma di applicazioni per l’industria e la medicina. La ricerca produrrà risoluzioni delle immagini più elevate nelle sonde a ultrasuoni, robusti mini-apparecchi acustici con qualità del suono di classe superiore e basso consumo energetico. L’attenzione si concentrerà anche sui cerotti a ultrasuoni indossabili per la diagnosi precoce delle malattie cardiache, ad esempio, e sui dispositivi a ultrasuoni per il controllo rapido delle infezioni nei neonati. Nell’industria potrà essere implementato il controllo continuo della qualità dei materiali e il monitoraggio intelligente dell’infrastruttura energetica.
Sabine Herlitschka, CEO di Infineon Technologies Austria AG, afferma: “Spesso le principali fasi di innovazione riguardano le interfacce. Ciò è particolarmente vero quando la medicina incontra la microelettronica, perché possiamo rilevare e misurare i segnali del corpo in modo molto più preciso. Questo crea un potenziale significativo per migliorare l’assistenza sanitaria. Con il progetto europeo “Listen2Future“, stiamo collaborando con eccellenti partner dell’industria, della medicina e della scienza per mostrare come questo “orecchio digitale” può essere reso efficace, nell’assistenza sanitaria e non solo. Insieme, stiamo fornendo contributi particolarmente importanti a questa area di applicazione chiave dell’acustica.”
L’Europa occupa già una posizione di leadership nei sensori MEMS, con una quota di mercato globale superiore al 40%. I risultati di questo progetto di ricerca rafforzeranno ulteriormente la posizione di mercato delle aziende europee.
“La domanda di soluzioni miniaturizzate ed efficienti dal punto di vista energetico sta crescendo in tutto il mondo“, afferma Adam White, responsabile della divisione Power & Sensor Systems presso Infineon Technologies AG. “I semiconduttori svolgono un ruolo centrale in questo. I sensori acquisiscono i dati, i microcontrollori li elaborano e li inoltrano. Infineon fornisce già microcontrollori MEMS e soluzioni di altissima qualità. Con la ricerca, ora possiamo sviluppare ulteriori sistemi acustici avanzati e, in combinazione con processori altamente efficienti e intelligenza artificiale, portiamo l’intero sistema a un livello superiore, insieme ai nostri partner di ricerca grazie alla nostra esperienza in questo settore. Il lavoro di ricerca apre un enorme potenziale applicativo e crea vantaggi sostenibili.”
Cattura con precisione il suono e rendilo visibile
I microfoni MEMS più piccoli garantiscono una perfetta qualità del suono con un basso consumo energetico negli apparecchi acustici e nelle sonde acustiche, negli smartphone o nei dispositivi vivavoce. In medicina, l’ecografia è uno degli esami più comuni e viene utilizzata nei controlli di gravidanza, l’esame della ghiandola tiroidea, del fegato o del cuore. L’industria utilizza gli ultrasuoni per “sentire” l’attrito, le vibrazioni e le aree danneggiate. Ciò rende più facile e veloce individuare i problemi nella manutenzione e nella manutenzione predittiva. Ma i dispositivi hanno ancora i loro limiti: non funzionano altrettanto bene in tutte le gamme di frequenza, forniscono solo istantanee e sono spesso grandi e costosi. Il team di ricerca “Listen2Future” intende affrontare tutte queste sfide.
Nuova generazione di trasduttori
I ricercatori stanno lavorando su piccoli sensori piezoelettrici a ultrasuoni e microfoni basati su nuovi materiali flessibili a film sottile. Utilizzando nuovi materiali e nuove strutture, l’elettronica dovrebbe offrire segnali e immagini più precisi, oltre a fornire un’esperienza sonora di qualità superiore, nonché essere estensibile e adattabile in modo flessibile consumando poca energia. La ricerca è in corso lungo l’intera catena di sviluppo: dai materiali, al design, all’elaborazione dei segnali, alle tecnologie di assemblaggio e packaging, agli sviluppi software e agli algoritmi di intelligenza artificiale fino alle soluzioni di sistema miniaturizzate che possono essere integrate. Alla fine, l’intero sistema sarà più intelligente, più piccolo, più robusto, più efficiente dal punto di vista energetico e più mobile.
Ambiti concreti di applicazione
I mini apparecchi acustici consumano meno energia
Circa 34 milioni di persone in Europa hanno problemi di udito, ma solo una persona su tre circa riceve assistenza professionale e utilizza apparecchi acustici. Apparecchi acustici più piccoli e facili da usare aumenterebbero notevolmente l’accettazione e migliorerebbero l’assistenza sanitaria. Si prevede che i progressi nei microfoni piezoelettrici MEMS consentiranno design più piccoli, più robusti e impermeabili e ridurranno il consumo energetico di oltre il 15 percento attraverso un’efficiente conversione dell’energia. Il comfort dell’utente sarà migliorato e la durata della batteria dell’apparecchio acustico estesa.
L’ecografia precisa per neonati rileva le infezioni
Le nuove sonde ecografiche miniaturizzate consentono la diagnosi di infezioni e malattie potenzialmente letali nei neonati, come la meningite, in modo rapido, semplice, indolore e non invasivo. Le tecnologie MEMS altamente integrate ed economiche del progetto “Listen2 Future” rendono i dispositivi accessibili anche per un uso diffuso, ad esempio al di fuori degli ospedali e nei paesi in via di sviluppo. I risultati della ricerca possono aiutare a ridurre ulteriormente i tassi di mortalità neonatale nei paesi in via di sviluppo.
Cerotto portatile per il controllo cardiaco
L’iniziativa della UE dovrebbe anche far progredire in modo significativo lo sviluppo di cerotti ecografici flessibili. I cerotti ecografici indossabili consentiranno un monitoraggio cardiaco permanente, continuo e non invasivo, ad esempio per controllare la gittata cardiaca, le insufficienze e il volume della pompa. In futuro, i pazienti saranno in grado di monitorare continuamente le loro prestazioni cardiache senza dolore, da casa con il cerotto fissato al petto. I medici riceveranno maggiori informazioni per un migliore trattamento medico e le degenze ospedaliere si ridurranno.
Monitoraggio dei materiali compositi e delle reti elettriche
I sistemi integrabili per il controllo continuo dei materiali e della qualità stanno ricevendo un nuovo impulso dalla ricerca. I componenti aerospaziali possono essere accuratamente selezionati per identificare la vita utile residua. Il monitoraggio online delle condizioni della rete elettrica controlla costantemente i componenti critici e previene guasti imprevisti, ottimizzando la manutenzione predittiva.
Lancio del progetto
Il progetto “Listen2Future” – Soluzioni di sensori acustici integrate con le tecnologie digitali come abilitatori chiave per le applicazioni emergenti che promuovono la Società 5.0 – ha una durata di tre anni e ha un budget di circa 30 milioni di euro. È finanziato dagli investimenti dell’industria, dai sussidi dei singoli paesi partecipanti e dal programma KDT-JU (Key Digital Technologies Joint Undertaking) dell’Unione Europea.
Alla presentazione del progetto, che si è svolta questa mattina presso la sede Infineon di Villach, hanno partecipato i principali partner di progetto. Il sostegno comunitario è stato portato da Yves Gigase, Executive director ad interim Key Development Technologies Joint Undertaking (KDT JU).
Per Pietro Kaiser, Governatore della Carinzia, il progetto UE “Listen 2Future” è perfetto per la Carinzia sotto molti aspetti. “Siamo un luogo vivo, laborioso, che fa molto affidamento su ricerca e sviluppo, tecnologie future, istruzione e cooperazione internazionale. Con la ricerca e lo sviluppo dei sensori più piccoli e precisi, indispensabili per l’industria e la medicina, Infineon e la Carinzia sono ancora una volta sotto i riflettori del pubblico mondiale nel contesto di “Listen2Future“. Anche il fatto che partner di 7 paesi stiano collaborando al progetto è di particolare importanza per la nostra provincia come location. I miei ringraziamenti vanno a tutti coloro che sono coinvolti, in primis Infineon, e che stanno contribuendo alla realizzazione di ‘Listen2Future‘”.
I 27 partner di ricerca
Le aziende partecipanti riflettono l’interazione tra scienza e industria, dai materiali, semiconduttori, elettronica e tecnologia medica, ricerca e sviluppo software provenienti da tutta Europa:
Austria: Infineon Technologies Austria AG (gestione del progetto), Silicon Austria Labs GmbH, GE Healthcare Austria GmbH & Co OG
Belgio: Pulsify Medical BV, IMEC Interuniversitair Micro-Electronica Centrum
Repubblica Ceca: Vysoke Uceni Technicke v Brne, Ustav Teorie Informace a Automatizace av cr VVI, Institut Mikoelektronickych Aplikaci SRO
Germania: Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung EV, Codasip GmbH, Infineon Technologies AG, Infineon Technologies Dresden GmbH & CO KG, Inoson GmbH, Path Medical GmbH, Technische Universität Darmstadt, Technische Universität München
Paesi Bassi: Solmates BV, Sonion Nederland BV, Universiteit Twente
Norvegia:Elliptic Laboratories ASA, Sintef AS, Sonitor Technologies AS
Spagna: Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, Dasel SL, New Born Solutions, SMD Inductor de Analgesia SL, Universidad de Granada
