Recherche pour « l'oreille numérique » du futur : le projet européen « Listen2Future » démarre chez Infineon

Dirigé par Infineon Austria, le projet de recherche européen "Listen2Future" a démarré avec 27 partenaires de 7 pays pour développer de nouveaux et plus petits microphones et capteurs à ultrasons pour les examens dans l'industrie et la médecine. Des mini-aides auditives précises, des contrôles rapides des infections pour les nourrissons ou des patchs à ultrasons portables deviennent possibles.

Les soins médicaux, le vieillissement en bonne santé, la sécurité énergétique et la qualité des produits sont des enjeux fondamentaux pour notre société. En tant qu'organes sensoriels de la technologie, de minuscules capteurs tels que les microphones et les capteurs à ultrasons jouent un rôle important à cet égard. Véritable « oreille numérique », ils enregistrent des signaux acoustiques et permettent des investigations rapides. La recherche de "Listen2Future" améliorera considérablement les performances des systèmes existants et produira également des solutions entièrement nouvelles qui profitent à la société, aux personnes et à la santé.

Innovations numériques pour l'industrie et la médecine

L'objectif est d'amener les plus petits capteurs micro-électro-mécaniques, ou "capteurs MEMS" en abrégé, à produire en grande série à des coûts compétitifs au niveau mondial et de les rendre disponibles pour un large éventail d'applications pour l'industrie et la médecine. La recherche produira des résolutions d'image plus élevées dans les sondes à ultrasons, des mini-prothèses auditives robustes avec une qualité sonore de première classe et une faible consommation d'énergie. L'accent sera également mis sur les patchs à ultrasons portables pour la détection précoce des maladies cardiaques, par exemple, et les appareils à ultrasons pour le contrôle rapide des infections chez les nourrissons. Dans l'industrie, un contrôle qualité continu des matériaux et une surveillance intelligente de l'infrastructure énergétique sont à mettre en place (voir exemples page 3).

Sabine Herlitschka, PDG d'Infineon Technologies Austria AG, déclare :"Les grandes étapes de l'innovation se situent souvent aux interfaces des disciplines. C'est particulièrement vrai là où la médecine rencontre la microélectronique, car nous pouvons détecter et mesurer les signaux corporels de manière beaucoup plus précise. Cela crée un potentiel important pour améliorer les soins de santé. Avec le projet européen "Listen2Future", nous travaillons avec d'excellents partenaires de l'industrie, de la médecine et de la science pour montrer comment cette « oreille numérique » peut être rendue efficace, dans le domaine de la santé et au-delà. Ensemble, nous apportons des contributions très pertinentes à ce domaine d'application clé de l'acoustique.

L'Europe occupe déjà une position de leader dans les capteurs MEMS, avec une part de marché mondiale de plus de 40 %. Les résultats de ce projet de recherche renforceront encore la position des entreprises européennes sur le marché.

"La demande de solutions système miniaturisées et économes en énergie augmente dans le monde entier", déclareAdam White, responsable de la division Power & Sensor Systems chez Infineon Technologies AG . "Les semi-conducteurs jouent un rôle central à cet égard. Les capteurs capturent les données, les microcontrôleurs les traitent et les transmettent. Infineon fournit déjà des microcontrôleurs MEMS et des solutions de la plus haute qualité. Grâce à la recherche, nous pouvons maintenant développer d'autres systèmes de capteurs acoustiques de première classe et, en en combinaison avec des processeurs hautement efficaces et l'intelligence artificielle, élevez l'ensemble du système à un nouveau niveau avec nos partenaires de recherche grâce à notre expertise dans ce domaine. Les travaux de recherche ouvrent un énorme potentiel d'application et créent des avantages durables.

Capturez le son avec précision et rendez-le visible

Les plus petits microphones MEMS garantissent une qualité sonore parfaite avec une faible consommation d'énergie dans les aides auditives et les sondes auditives, dans les smartphones ou les appareils mains libres. En médecine, l'échographie est l'un des examens les plus courants et est utilisée dans les contrôles de grossesse, l'examen de la glande thyroïde, du foie ou du cœur. L'industrie utilise les ultrasons pour "entendre" les frottements, les vibrations et les zones endommagées. Cela facilite et accélère la localisation des problèmes de maintenance et de maintenance prédictive. Mais les appareils ont toujours leurs limites : ils ne fonctionnent pas aussi bien dans toutes les gammes de fréquences, ne fournissent que des instantanés et sont souvent volumineux et coûteux. L'équipe de recherche "Listen2Future" relève ces défis.

Nouvelle génération de transducteurs

L'équipe travaille sur de petits capteurs piézoélectriques à ultrasons et des microphones basés sur de nouveaux matériaux flexibles à couches minces. Utilisant de nouveaux matériaux et concepts de capteurs, l'électronique devrait offrir des signaux et des images plus précis, ainsi qu'une expérience sonore de meilleure qualité, et également être extensible et adaptable de manière flexible tout en consommant peu d'énergie. La recherche se poursuit sur l'ensemble de la chaîne de développement, depuis les matériaux, la conception, le traitement du signal, les technologies d'assemblage et de packaging, les développements logiciels et les algorithmes d'intelligence artificielle jusqu'aux solutions système miniaturisées intégrables. Au final, l'ensemble du système sera plus intelligent, plus petit, plus robuste, plus économe en énergie et plus mobile.

Domaines d'application concrets

Les mini-aides auditives consomment moins d'énergie Environ 34 millions de personnes en Europe vivent avec une déficience auditive, mais seulement une personne sur trois environ reçoit une aide professionnelle et utilise des aides auditives. Des aides auditives plus petites et faciles à utiliser augmenteraient considérablement l'acceptation et amélioreraient les soins de santé. Les progrès des microphones piézoélectriques MEMS devraient permettre les conceptions les plus petites, les plus robustes et les plus étanches et réduire la consommation d'énergie de plus de 15 % grâce à une conversion d'énergie efficace. Le confort de l'utilisateur sera amélioré et la durée de vie des piles des aides auditives prolongée.

Une échographie précise pour les nourrissons détecte les infections De nouvelles sondes à ultrasons miniaturisées permettent le diagnostic d'infections et de maladies potentiellement mortelles chez les nourrissons, telles que la méningite, rapidement, facilement, sans douleur et de manière non invasive. Les technologies MEMS hautement intégrées et rentables du projet "Listen2 Future" rendent également les appareils abordables pour une utilisation généralisée, comme en dehors de l'hôpital et dans les pays en développement. Les résultats de la recherche peuvent contribuer à réduire davantage les taux de mortalité néonatale dans les pays en développement.

Patch portable pour le contrôle cardiaque Le projet devrait également faire progresser de manière significative le développement de patchs flexibles à ultrasons. Les patchs à ultrasons portables permettront une surveillance cardiaque permanente, continue et non invasive, par exemple pour vérifier le débit cardiaque, les insuffisances et le volume de la pompe. À l'avenir, les patients pourraient surveiller en continu leur performance cardiaque sans douleur depuis chez eux avec le patch attaché à leur poitrine. Les médecins recevront plus d'informations pour un meilleur traitement médical et les séjours hospitaliers seront réduits.

Surveillance des matériaux composites et des réseaux électriques Les systèmes intégrables pour le contrôle continu des matériaux et de la qualité reçoivent un nouvel élan de la recherche. Les composants aérospatiaux peuvent être contrôlés avec précision pour identifier la durée de vie utile restante. La surveillance en ligne de l'état du réseau électrique vérifie en permanence les composants critiques et prévient les pannes inattendues, optimisant ainsi la maintenance prédictive.

Lancement du projet avec des intervenants de haut niveau Le projet "Listen2Future" - Solutions de capteurs acoustiques intégrées aux technologies numériques en tant que catalyseurs clés pour les applications émergentes favorisant la société 5.0 - s'étend sur trois ans et a un volume de projet d'environ 30 millions d'euros. Il est financé par des investissements de l'industrie, des subventions des différents pays participants et le programme KDT-JU (Key Digital Technologies Joint Undertaking) de l'Union européenne.

Le lancement du projet chez Infineon à Villach a réuni tous les partenaires de projet de haut niveau. L'environnement de financement était représenté parYves Gigase, directeur exécutif par intérim de l'entreprise commune Key Development Technologies (KDT JU).

PourPierre Kaiser , gouverneur de Carinthie, le projet européen "Listen 2Future" convient parfaitement à la Carinthie à bien des égards. "Nous sommes un lieu de vie, de travail, économique et futur qui s'appuie fortement sur la recherche et le développement, les technologies futures, l'éducation et la coopération internationale. Avec la recherche et le développement des capteurs les plus petits et les plus précis, qui révolutionneront également le domaine de l'industrie comme médecine et être d'une immense aide pour de nombreuses personnes, Infineon et la Carinthie sont une fois de plus sous les feux de la rampe du public mondial dans le cadre de "Listen2Future". Le fait que des partenaires de 7 pays collaborent sur le projet est également d'une importance particulière pour notre province en tant que lieu. Mes remerciements vont à tous ceux qui sont impliqués, en premier lieu Infineon, qui contribuent à la réalisation de « Listen2Future » ​​à Villach. »

Excellente recherche : 27 partenaires de sept pays

Les entreprises participantes reflètent l'interaction entre la science et l'industrie, des matériaux, des semi-conducteurs, de l'électronique et de la technologie médicale, de la recherche et du développement de logiciels de toute l'Europe :

L'Autriche:Infineon Technologies Austria AG (gestion de projet), Silicon Austria Labs GmbH, GE Healthcare Austria GmbH & Co OG |Belgique:Pulsify Medical BV, IMEC Interuniversitair Micro-Electronica Centrum |République tchèque:Vysoke Uceni Technicke à Brno, Institut de théorie de l'information et d'automatisation et cr VVI, Institut des applications microélectroniques SRO |Allemagne:Société Hahn-Schickard pour la recherche appliquée EV, Codasip GmbH, Infineon Technologies AG, Infineon Technologies Dresden GmbH & CO KG, Inoson GmbH, Path Medical GmbH, Université technique de Darmstadt, Université technique de Munich |Pays-Bas:Solmates BV, Sonion Nederland BV, Université de Twente |Norvège:Elliptic Laboratories ASA, Sintef AS, Sonitor Technologies AS |Espagne:Agence d'État Conseil Supérieur de la Recherche Scientifique, Dasel SL, New Born Solutions, SMD Analgesia Inductor SL, Université de Grenade

Infineon Technologies Austria AG est une filiale du groupe Infineon Technologies AG, l'un des principaux fournisseurs mondiaux de solutions de semi-conducteurs qui rendent la vie plus facile, plus sûre et plus écologique. La microélectronique d'Infineon réduit la consommation d'énergie de l'électronique grand public, des appareils électroménagers et des installations industrielles. Ils apportent une contribution majeure au confort, à la sécurité et à la durabilité des véhicules et permettent des transactions sécurisées dans l'Internet des objets.

Infineon Austria regroupe des compétences en matière de recherche et développement, de production ainsi que de responsabilité commerciale mondiale. Le siège social est à Villach, avec d'autres succursales à Graz, Klagenfurt, Linz et Vienne. Avec 5 461 employés de 79 pays (dont 2 390 en recherche et développement), l'entreprise a réalisé au cours de l'exercice 2022 (se terminant en septembre) un chiffre d'affaires de 5,2 milliards d'euros. Avec des dépenses de recherche de 585 millions d'euros, Infineon Austria est l'une des sociétés de recherche les plus solides d'Autriche.