Des capteurs intelligents réduisent la consommation d'énergie en permettant une prise de décision plus efficace

Des chercheurs de l’Université Northeastern ont intégré des capacités d’intelligence dans une étiquette de capteur sans fil qui a le potentiel de révolutionner l’Internet des objets et l’IA.

Le thermostat de votre maison utilise un capteur pour déterminer quand allumer ou éteindre le chauffage ou la climatisation. Ces capteurs sans fil sont au cœur de ce que l'on appelle « l'Internet des objets », permettant aux appareils intelligents de collecter et de partager des données.

Mais la plupart des capteurs dépendent encore de batteries au lithium toxiques pour leur alimentation. Jusqu'à présent, ils ne sont pas capables de prendre seuls des décisions précises, notamment lorsqu'il s'agit de traiter des informations complexes comme l'identification de plusieurs menaces avant de déclencher une alarme.

S'inspirant de la physique de la matière condensée, des chercheurs de l'Université Northeastern ont intégré des capacités d'intelligence dans un capteur sans fil, un développement qui a le potentiel de révolutionner l'Internet des objets et l'intelligence artificielle.

« C'est une technologie très prometteuse car les capteurs peuvent être fabriqués très facilement, ils ne constituent pas un fardeau pour l'environnement et ne nécessitent aucun entretien périodique », explique Cristian Cassella, professeur associé de génie électrique et informatique à Northeastern et co-auteur de la recherche.

La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Nature Electronics.

La plupart des capteurs sans fil utilisent l'énergie des ondes radio ou de la lumière environnantes, ce qui peut être irrégulier, explique Cassella. Ils ne sont pas non plus capables de traiter les signaux détectés ni d'effectuer des calculs avant de renvoyer les données au lecteur.

Cristian Cassellal, professeur associé de génie électrique et informatique à l'Université Northeastern. Photo : Matthew Modoono/Université Northeastern.

Le capteur passif sans fil développé par Cassella peut effectuer des calculs en temps réel sur de multiples paramètres en fonction de son environnement immédiat. Cette innovation permet une prise de décision plus intelligente et plus efficace dans les réseaux de capteurs sans fil, réduisant ainsi le recours à des ressources cloud limitées, explique Cassella.

En utilisant le modèle d'Ising, un concept développé en physique et récemment exploité en informatique quantique, les chercheurs ont développé un capteur sans fil passif capable de prendre des décisions à la manière du cerveau humain. Baptisé SPIN (Sensing Parametric Ising Node), ce composant prend des décisions plus précises car il est capable de réagir simultanément à plusieurs sources de données.

« L'innovation réside dans le fait que SPIN détecte les produits de manière plus fiable et prend de meilleures décisions », précise Cristian Cassella. « Il est capable de réaliser des fonctions qu'aucun autre capteur passif sans fil n'était capable de réaliser auparavant, ce qui pourrait conduire à une réduction des émissions de gaz et de la consommation d'énergie dans les bâtiments et les centrales électriques, ainsi qu'à une diminution du gaspillage tout au long de la chaîne du froid. »

Selon Cristian Cassella, environ 96 milliards de capteurs seront nécessaires au fonctionnement des appareils connectés à Internet d'ici fin 2025. L'intégration de l'intelligence dans les capteurs passifs sans fil permettra à l'IA et aux algorithmes d'apprentissage automatique de traiter des volumes sans précédent de données de détection sans fil.

Les chercheurs ont construit un prototype capable de détecter avec précision les changements de température, mais envisagent de futurs prototypes capables de détecter l'humidité, la lumière et l'intégrité structurelle des bâtiments et des ponts. À l'avenir, les capteurs pourraient être capables d'identifier la présence humaine ou des phénomènes plus complexes dans l'environnement, comme la présence de produits chimiques nocifs.

« Chaque capteur passif sans fil calcule et prend des décisions en fonction des paramètres détectés localement », explique Cristian Cassella. « Le nœud central n'aura pas besoin d'exploiter en profondeur les ressources du cloud et disposera d'une vision beaucoup plus claire et précise de la situation. » 

https://news.northeastern.edu/2025/06/02/smart-sensors-research