2020未来のデザインコンテストを作成する：エレクトロニクス/センサー/ IoTカテゴリの受賞者–PrintICフレキシブル回路

印刷–柔軟でリサイクル可能な集積回路とシステム

Giorgio Dell’Erba、Andrea Perinot、Paolo Colpani FLEEP Technologiesミラノ、イタリア

HPワークステーションの勝者

イタリア工科大学のスピンオフであるFLEEPTechnologiesによって開発されたPrintICは、炭素ベースの材料のみで作成され、標準の印刷技術（インクジェット、フレキソ、スクリーンなど）のみを採用した集積回路およびシステム向けの独自の技術です。

この技術では、導体、半導体、または絶縁体などの特殊な炭素ベースの粉末を使用しています。それらは一般的な溶剤に溶解され、標準的なプリンターでインクとして使用されます。このプロセスは、CMOSスタックを備えたTFT構成で作成された基本的な構成要素であるトランジスタから始まります。トランジスタは、複雑なデジタルまたはアナログ集積回路を構築するために使用されます。

有機材料は本質的に柔軟性があり、これによりトランジスタと回路が曲げることができます。これは、標準のシリコン技術には適用されない機能です。 ICは、パフォーマンスを損なうことなく、半径1mmまで1,000サイクル以上曲げることができます。

炭素ベースの材料は一般にプラスチックとして知られています。したがって、これらのデバイスは一般的なプラスチックとしてリサイクルでき、特別な廃棄物とは見なされません。製造プロセスは100°Cを超えないため、標準的な電子機器と比較して、製造の二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。さらに、製造プロセスは付加的であるため、材料の無駄が削減されます。

多くのコンポーネントが単一のPCBにはんだ付けされる標準的な電子機器とは対照的に、PrintICテクノロジを使用すると、センサー、アクチュエータ、エネルギー供給、およびICを同じ基板に印刷できるため、組み立てコストを回避できます。デバイスは1umより薄く、1〜200umの範囲の素材に印刷できます。

継続的な監視とポイントオブケア医療機器の必要性の高まりにより、PrintICテクノロジーは、この分野での柔軟なアプリケーション（血糖値監視、投与量カウント、投与タイミング、スマート絆創膏、スマートパッチなど）の最適な候補になっています。

包装部門は常にインテリジェンスを統合しようと試みてきましたが、リサイクル可能性規制に準拠しているため、困難であることがわかりました。標準の電子機器を追加すると、パッケージが特別に無駄になります。 PrintICはリサイクル可能であるため、カスタマーエンゲージメントや生鮮食品の監視などのスマートパッケージングアプリケーションに最適なソリューションです。

ユビキタスエレクトロニクスの需要が高まるにつれ、環境的に持続可能な技術が必要とされています。 PrintICは、IoTセクターの電子廃棄物問題を解決できる、より環境に優しいソリューションです。

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佳作：

バッテリーヘルスセントリー

Dong Ding、Sergiy Sazhin、Eric Dufek、およびKevin Gering、アイダホ国立研究所、アイダホフォールズ、ID

Battery Health Sentryは、リチウムイオンバッテリーの内部短絡を迅速に検出し、過度の熱、火災、爆発を排除します。バッテリー駆動のデバイスを強化し、消費者がバッテリーの状態とパフォーマンスを評価し、メーカーに品質保証と制御ツールを提供するのに役立ちます。用途には、携帯用電子機器、電気駆動車両、水中および航空宇宙アプリケーションが含まれます。

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ファーストレスポンダーセンサーアレイシステム

Ed Hoffmann、Phillip Tinsley、Brad Jefferson、Mat Beyus、Venti LLC、ノースカロライナ州ニューバーン

このテクノロジーは、重要なデータ要素（温度、大気圧、湿度、振動、VOC検出、地理的位置）の広いスペクトルにわたるセンサーの高度なネットワークを提供し、消防士の安全のためにそれらを実用的な共通の操作画像に統合します。データはクラウドとIoTに保存され、応答するすべてのユニットに重要な情報を提供します。

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IoTの保護

Page Heller、Endpoint Security Inc.、テキサス州カレッジステーション

このテクノロジーにより、すべての固定ワイヤレスIoTデバイスは、多要素認証を使用して、通信を盗聴してメディアアクセスを学習した後、加害者がワイヤレスエッジデバイスをスプーフィングすることに起因する「中間者攻撃」を排除することができます。制御アドレス、暗号化キー、およびパスワード。プロトコルやテクノロジーに関係なく、すべての無線周波数信号に自然に発生する指紋が見られます。

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ULTRARAM™化合物半導体ユニバーサルメモリ

Manus Hayne、Peter Hodgson、Dom Lane、およびOfogh Tizno、ランカスター大学、ランカシャー、英国

DRAMを置き換えるように設計されたULTRARAMメモリチップは、低電圧の書き込みと消去で不揮発性のデバイスを可能にし、同じセルサイズでDRAMの100分の1のスイッチングエネルギーを実現します。これらは当初、自律型IoTセンサーなど、非揮発性と超低エネルギー消費が重要な場合に使用されます。

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• グランプリ受賞者
• 医療
• 航空宇宙および防衛
• 自動車/輸送
• 消費者製品のデザイン
• 製造/ロボット工学/自動化
• 持続可能な技術/将来のエネルギー