- Projektet är förmodligen det största externfinansierade projektet hos något svenska forskningsinstitut någonsin, säger David Storek, projektledare för rörelsemätning på Imego.

Redan har 23 externa miljoner kronor plöjts ner i prototyputvecklingen. Hela tolv ingenjörer har jobbat med att utveckla systemet åt ett amerikanskt företag. Och nu, efter nära två års arbete, är de första prototyperna klara.

Resultatet är ett kretskort i sju lager som inte väger mer än 40 gram och är byggt i flexrigid-teknik. Det innebär att kortet har böjbara förbindelser mellan de hårda lagren och kan vikas ihop på ett skickligt sätt för att passa tilllämpningen.

- Förra sommaren levererade vi en demonstrator som visar att tekniken fungerar. Prototypen som vi levererar nu är anpassad i storlek, vikt och form för att passa kundens tillämpning.

Vilken beställare eller tillämpning det rör sig om är ännu inte officiellt. Klart är dock att det amerikanska företaget tillverkar konsumentprodukter utan elektronikinnehåll och att de nya prototyperna ska användas i utvecklingsarbetet av företagets produkter.

- På labbnivå ska de använda vårt system för att ta reda på hur deras produkt rör sig i olika situationer och exempelvis hur olika materialval påverkar rörelsen, säger Gert Andersson på Imego.

Mäter i tre plan

Rörelseföljningssystemet fästs på det objekt vars rörelse man är intresserad av att studera. Med hjälp av accelerometrar mäts rörelsens acceleration i alla tre plan, medan gyron mäter rotationshastigheten i tre plan.

Varje sekund görs 1 000 mätningar och utifrån dessa mätvärden går det att räkna ut objektets rörelse i realtid genom att successivt beräkna position samt vinklarna för rörelsen.

I stort innehåller prototypen tre mikromekaniska gyron, tre mikromekaniska accelerometrar samt elektronik i form av AD-omvandlare, minne, en mikroprocessor som styr dataflödet och gör viss bearbetning av dataflödet samt en bluetoothlänk.

Systemet kan användas på två sätt. Endera skickas sensordata i realtid från minnet via bluetoothlänken till en dator vid sidan av eller så sparas data i minnet för senare bearbetning.

- Utmaningen hittills har varit att göra ett fungerande system av komponenter, programvara och idéer, säger David Storek.

Måste bli mindre och billigare

Blir prototypen bra nog kan den öppna dörren till 10 000-tals framtida system inom några år. Det amerikanska företaget har nämligen funderingar på att addera rörelseföljning i sina framtida produkter. Men för att nå dit måste systemet bli både betydligt mindre och billigare att tillverka.

- Det är fullt tekniskt möjligt att få ner ett rörelseföljningssystem i en kapsel stor som en tärning, säger David Storek.

Ett sådant system skulle bestå av mikromekaniska gyron utvecklade på Chalmers, och kommersialiserade av Sensonor i Norge, samt tillhörande sensornära asic som just nu är under utveckling (se ET 06/2003).

- Vi vill också gärna få in vår egenutvecklade treaxliga accelerometer i systemet samt utveckla en sensornära asic till den.

Tillsammans skulle sensorerna och asicarna utgöra hjärtat i systemet. Hur resterande delen av systemet byggs upp beror på tillämpningen. Ett alternativ kan vara att direkt göra beräkningarna i den lilla kapseln för att sedan visa resultatet på en display, ett annat kan vara att trådlöst skicka data vidare till en beräkningsenhet.

Men om nu de tekniska utmaningarna går att överbrygga, så är den framtida finansieringen ett större frågetecken.

- För att det ska bli realistiskt att addera systemet till konsumentprodukter måste vi kunna tillverka det för några tusen kronor styck, säger David Storek.

Hittills har, som sagt, det amerikanska företaget betalat 23 miljoner kronor för att ta fram prototyperna. När demonstrationssystemet levererades förra sommaren skrev företaget och Imego dessutom ytterligare ett kontrakt på 700 000 kronor per år under tre år. Pengarna ska användas för att vidareutveckla prototyperna till en högpresterande mätutrustning.

Steg mot miniatyrisering kommer dock att kräva betydligt mer pengar. Några hundra miljoner kronor förmodligen. Imego har därför ständigt tentaklerna ute för att leta finansiärer och enligt David Storek har forskningsinstitutet långt gångna förhandlingar med ytterligare några kunder.

- Vi vill dessutom gärna se produkten tillverkad i Sverige. I så fall måste en ny fabrik byggas. Idag finns inget företag i landet som klarar att producera ett så pass komplext kort, istället tillverkar vi prototypen i Belgien, säger David Storek.

Samtidigt jobbar Imegos ingenjörer kontinuerligt med idéer som kan förbättra tekniken och bredda systemets användbarhet.

- Vi funderar exempelvis på att utveckla ett litet system som går att hålla vid en konstant temperatur.

Ett problem med alla sensorer är nämligen att de påverkas negativt av temperaturförändringar. I tilllämpningar som kräver hög precision bygger man därför stora kylanläggningar kring sensorerna idag.

- Vår idé är att bygga en kylanläggning i form av en mikrokylare stor som en tärning, säger David Storek.

- Resultatet skulle bli ett temperaturkontrollerat system stort som två tärningar, men med en dramatisk förbättring av precisionen.

Anna Wennberg