Tiny Tech, Big Bang

Les ordinateurs remplissaient une pièce. Maintenant, ils rentrent dans nos poches arrière et même dans les creux de nos estomacs. Comment la technologie qui se réduira sans cesse créera-t-elle la prochaine interruption de l'activité?

Honey, nous avons réduit la technologie!

Il n'y a pas si longtemps, les ordinateurs dotés de capacités de traitement convenables avaient besoin de sols renforcés . Maintenant, il y a des ordinateurs plus petits qu'un grain de et des robots qui mesurent 4 millimètres.

Les petites technologies permettent tout, des robots ingérables aux minuscules drones sonnent comme s'ils avaient été alimentés par l'épouvantable épopée de Star Trek et chaque version de Blade Runner .

Small régnera sur le monde. De multiples facteurs ont convergé de manière opportune: la baisse du prix du matériel, l’amélioration de la conception des puces, la diminution des composants et l’augmentation de la collecte de données qui, grâce au cloud et à l’intelligence artificielle, peuvent désormais être signifie que minuscule ne devient pas seulement plus petit, il devient aussi plus intelligent, ce qui nous permet d'appliquer des choses comme l'IA et l'apprentissage automatique à un plus grand nombre de cas d'utilisation.

dans les endroits où nous ne pouvions pas nous permettre d'aller avant ou qui étaient trop dangereux – et nous pourrons le faire 24 × 7. La quantité de données générées à partir de petites technologies intelligentes transformera notre analyse et notre gestion de l'information.

Mais avant de concentrer nos rayons de rétraction sur chaque technologie de l'entreprise, nous devons résoudre certains problèmes. Le trifecta des capteurs, des sources d’énergie et des données doit être affiné pour qu’il soit viable à petite échelle. Il y a des problèmes d'éthique et de confidentialité à prendre en compte, en particulier dans le domaine des technologies de la santé. Il y a des considérations de chaîne d'approvisionnement et de fabrication. Et si petit peut être formidable, s'il n'y a pas de résultat commercial rentable, c'est un échec.

Et personne ne veut être l'éléphant entassé dans une petite pièce.

Les valeurs fondamentales des petits [19659011] L'une des technologies les plus importantes ayant facilité notre quête de réduction est le capteur microélectronique des systèmes mécaniques (MEMS). Dans les années 80, les véritables micros MEMS ont toujours été conçus pour les petites entreprises. Au cours des dernières décennies, ils sont devenus de plus en plus petits et sophistiqués.

Comment les petits motivent l'innovation

Nous ne sommes qu'au tout début de ce qui est possible en matière de miniaturisation de la technologie, déclare Dror Sharon, cofondateur et PDG de Consumer Physics basé à Tel-Aviv et à San Francisco. Son entreprise a créé un petit microspectromètre portable appelé SCiO. Un spectromètre utilise des éléments tels que les rayons lumineux ou la masse pour évaluer les caractéristiques physiques de quelque chose; Les dispositifs conventionnels vont des ordinateurs de poche de type pistolet à la taille de l’imprimante et au-delà.

Le SCiO est un spectromètre proche infrarouge rétréci qui se connecte au cloud privé de la société via une application smartphone. L'appareil analyse un produit et les résultats apparaissent sur l'application. La première version a été financée par une campagne Kickstarter en 2014; il peut désormais être utilisé pour évaluer, entre autres, les produits agricoles, le contrôle de la qualité des aliments et l’authentification des produits pharmaceutiques. Les consommateurs et les professionnels peuvent l'utiliser pour tester la teneur en sucre ou en matières grasses de leurs aliments, par exemple, ou pour juger de la qualité des produits.

Sans surprise, Sharon est une fan de petits.

encore, dit-il. «Dans 15 ans, nous aurons des capteurs et des machines tellement petits que nous aurons du mal à les voir. Cela aura un impact énorme sur nos vies. »

Quelle taille? La miniaturisation touchera chaque partie de notre vie. Prenez des soins de santé, par exemple. Pour de nombreuses personnes, les grands systèmes de santé sont sur le point d'être réduits – dans le bon sens – à «l'hôpital d'un», avec une personnalisation dans le spectre des soins de santé. Il faut s'attendre à des prescriptions de produits pharmaceutiques personnalisés pour les individus à un rythme croissant.

Un exemple précoce est la thérapie par cellules TAC une forme d'immunothérapie qui utilise les cellules immunitaires d'un patient pour traiter le cancer. Au lieu de l’approche globale des traitements classiques du cancer, qui peuvent endommager les cellules non affectées, ces nouveaux traitements laissent la possibilité de traitements extrêmement ciblés et personnalisés. Deux thérapies de cellules CAR T ont été approuvées par la FDA en 2017. Aucune n'est encore largement utilisée et elles coûtent cher, mais elles annoncent le début d'une nouvelle ère de la médecine (voir «Minuscules aides-soignants»). Abilify MyCite est le premier d’un nouveau type de produit pharmaceutique: il s’agit d’un dispositif médical associé à l’administration de médicaments qui inclut une capacité de surveillance. Après l’ingestion, les sucs gastriques de l’estomac activent le biocapteur de la pilule, qui transmet ensuite les informations à la peau que le patient porte près de l’estomac. Le patch avertit alors une application smartphone que cette pilule a été prise; enfin, cette notification peut aller, par exemple, aux gardiens et aux médecins.

L'idée est de pouvoir contrôler avec précision le respect des prescriptions. Les patients qui ne prennent pas leurs médicaments correctement ou pas du tout constituent un gros problème coûteux. Ils ont souvent besoin de plus de soins médicaux en bout de ligne et peuvent éprouver des problèmes de qualité de vie pouvant résulter de la suppression de médicaments, en particulier pour les maladies chroniques.

Mais les médicaments intelligents vont au-delà de la simple confirmation temps. Ils offrent également le potentiel d'un dosage et d'un microdosage précis, juste la bonne quantité au bon moment. Cela pourrait aider à minimiser les effets secondaires, simplement gênants ou menaçant la vie, qui accompagnent souvent les médicaments bénéfiques.

Les pilules peuvent également devenir des sentinelles du système, surveillant la température interne à long terme et évaluant si des doses répétées de médicaments entraînaient des lésions internes, telles que problèmes gastro-intestinaux .

Small Everywhere

sont encore dans les laboratoires de R & D ont de bonnes chances de faire passer la miniaturisation au niveau supérieur dans de nombreuses autres industries. Ceux-ci incluent le premier robot moléculaire capable de construire des structures moléculaires mesurant un millionième de millimètre. L'idée est de créer des chaînes d'assemblage moléculaires – comme une usine automobile, mais vraiment très petite.

En attendant, la taille est importante pour rendre l'informatique quantique pratique. En ce moment, nous sommes à l’équivalent de l’étape du tube à vide : grosses machines, grands espaces, faibles volumes de calcul. La plus petite puce du monde (actuellement, de toute façon) a à peu près la taille d’un globule rouge et stocke de la mémoire sur des protons de lumière.

Les robots Delta sont couramment utilisés dans l'industrie manufacturière, mais leur taille est un défi. Les chercheurs de Harvard ont créé la milliDelta qui n’est pas beaucoup plus grande qu’une pièce de 1 cent. Ces petits robots pourraient construire notre petit avenir dans les applications industrielles et médicales.

Dans la catégorie mignon et utile, il y a le RoboFly . Il est alimenté par un faisceau laser et peut décoller et atterrir sans attache, ce qui évite de devoir utiliser un câble. Ses créateurs ont compris comment réduire le poids de la technologie embarquée et de la consommation d’énergie afin que le mini-appareil puisse voler librement.

Big Data Powers Small Devices

Consommer, produire et obtenir un sens à partir de données que l'on parle de mini-fabrication ou de médecine personnalisée. Ainsi, petit n'a pas beaucoup de sens s'il ne peut pas générer de Big Data.

En effet, les grandes quantités de données générées par les petites technologies constitueront le point de basculement qui amènera les questions de confidentialité, sécurité et éthique des données. devant. La bonne nouvelle pour les entreprises est que les gens sont très ouverts à échanger leurs données s'ils savent ce qu'ils obtiendront en retour et comment les données seront utilisées.

En d'autres termes, la collecte de données et la transparence deviendront de plus en plus importantes … en particulier dans le secteur de la santé, étant donné que nous allons littéralement avaler les dispositifs de surveillance.

Nous devons étudier l'éthique des petites entreprises et nous assurer que nous avons le contrôle, la traçabilité et la transparence des résultats des petites technologies. Small améliorera la vie mais créera également ses propres problèmes, et nous devons nous préparer à ces possibilités (voir «Big Issues for Small Tech»).

] Mini for Me

La mini-technologie permettra enfin une véritable personnalisation, tout en la rendant rentable et efficace. L'avantage commercial évident est le manque de déchets; il n'y aura pas autant de volume dans les décharges. Pour les soins de santé, il y aura une réduction des erreurs médicales, ce qui créera d'énormes économies dans la chaîne d'approvisionnement des soins de santé.

Atteindre la personnalisation nirvana sera un défi, cependant. L'atelier de fabrication doit être repensé et reconfiguré pour produire des lots de produits personnalisés avec un décalage minimal. Cela nécessitera un ajustement énorme pour la plupart des industries car nous avons conçu nos chaînes d'approvisionnement pour de grandes quantités produites aux vitesses les plus élevées possibles. Mais le marché finira par l'exiger.

Cela nécessitera des machines plus flexibles et pilotées par l'IoT, tout en respectant le schéma de validation . C’est pourquoi les entreprises doivent commencer à planifier la technologie, l’espace physique et les personnes capables de gérer les petits processus.

Mini Might

Le principal obstacle pour les petites technologies est probablement le pouvoir. Nous avons besoin de solutions de production d'énergie et de stockage rentables, durables et respectueuses de l'environnement. La technologie miniaturisée nécessite des sources d’énergie qui fournissent une énergie constante à long terme. Personne ne veut que son bot ingérable meure par manque d'énergie.

Pour rendre les capteurs complètement indépendants, nous avons besoin d'un grand progrès, déclare Donald Sadoway, professeur au département de science des matériaux et d'ingénierie du Massachusetts Institute of Technology. qui se concentre sur l’électrochimie écologiquement rationnelle.

La batterie au lithium-ion, qui représentait un bond en avant dans le domaine de l’énergie portable qui a permis des innovations telles que les téléphones portables dans les années 90, n’a pas encore . Les batteries au lithium-ion peuvent également surchauffer et parfois s'enflammer; Il y a eu plusieurs cas très médiatisés de combustion de smartphones (et de rappels de fabricants coûteux).

Jusqu'à présent, nous avons amélioré la batterie lithium-ion, dit Sadoway, alors que nous avons besoin d'une innovation radicale.

«Nous avons vraiment besoin d'une amélioration quantique des performances par rapport au lithium-ion», dit-il. Les drones sont limités par les performances de la batterie, de même que les voitures électriques, ce qui, selon Sadoway, «atteindra un plateau très, très bientôt».

En plus de la difficulté scientifique, les nouvelles batteries doivent non seulement également rechargeable. Nous espérons que nous atteindrons à l’avenir une utilisation efficace de l’énergie, une forte production d’électricité et un stockage de l’énergie compact. La recherche peut également révéler des capteurs auto-alimentés qui n’ont pas du tout besoin de jus externe.

Mais ne cherchez pas de solutions au sein de la structure énergétique existante, dit Sadoway. "Je vous le garantis, les producteurs de lithium-ion ne vont pas nous donner la prochaine étape de la performance", prédit-il. "Cela va venir des inventeurs, des gens des universités qui sont libres de penser et qui ont l'audace d'essayer quelque chose de différent."

En fait, le co-inventeur de la batterie lithium-ion, John Goodenough, a maintenant 96 , travaille toujours sur la technologie de la batterie à l'Université du Texas à Austin, où il a créé un nouveau type de cellule de batterie à l'état solide qui promet d'être à la fois plus efficace et plus respectueux de l'environnement que son invention antérieure.

Mais partout où la prochaine étape vient, il est maintenant temps de faire de grands projets pour notre petit avenir. Avec la prédominance de l'IoT, de la robotique et de l'IA, du Big Data et de l'informatique en nuage, il existe une pression extraordinaire pour qu'un Big Bang de minuscules technologies perturbe les activités, des véhicules autonomes à la surveillance sanitaire et à l'agriculture robotique. tant de gens travaillent sur tant de choses, juste une explosion d’innovation », explique Sharon. «Je suis très optimiste. Je pense que c'est l'une de ces tendances qui ne s'arrêtera pas de sitôt. " D!

À propos des auteurs

est responsable régional du portefeuille SAP Leonardo IoT chez SAP.

Matthew Jennings est vice-président mondial, SAP Leonardo chez SAP.

Carol Mackenzie est vice-présidente de Développement commercial pour les solutions de l'industrie des biens de consommation chez SAP. À ce titre, elle collabore avec des entreprises de produits de consommation, des partenaires et des leaders mondiaux de l’innovation dans leurs opérations en utilisant le portefeuille de solutions SAP Consumer Products.

Marc Teerlink système d'innovation numérique Leonardo et la production des technologies IA et d'apprentissage automatique de Leonardo. Avant d’occuper son poste actuel, Marc était chef de la stratégie commerciale chez IBM Watson, où il a supervisé le nouveau portefeuille d’offres pour la plateforme Watson pendant les années de formation de l’intelligence artificielle d’IBM. Au cours de son mandat chez IBM, Marc a réalisé un certain nombre de projets de transformation fructueux et a créé et fourni des solutions informatiques cognitives et des offres de services. Avant IBM, il a développé son expertise en tant que banquier, responsable des produits de consommation, consultant et leader du changement dans neuf pays sur trois continents.

Danielle Beurteaux est une écrivaine basée à New York et philanthropie. Son travail a été publié dans le New York Times et sur Popular Mechanics, CNN et Institutional Investor's Alpha, entre autres.

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