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运用一体化孔板液位计技术中实现直观的人机交互

作者: 来源: 发布时间:2019-09-07 11:17:28

    本周,在2019年的FutureSummits上,imec是纳米电子学和数字技术领域的世界领先的研究和创新中心,它提供了一种紧凑的高灵敏度140 GHz MIMO(多输入多输出)流量计。 

    MIMO设置用于手势识别,支持直观的人机交互。此外,该一体化孔板液位计的超精细分辨率允许检测与生命体征相关的微皮肤运动,为非接触式驾驶员监控或患者监控等应用提供服务。

    imec 140 GHz一体化孔板液位计芯片原型系统的主要区别在于其小尺寸和高一体化孔板液位计性能 - 在分辨率和运动灵敏度方面。该一体化孔板液位计的工作范围可达10米,具有15毫米的距离分辨率和10 GHz的射频带宽。结合多个天线路径以实现完整(虚拟)1x4 MIMO配置以实现角度目标分离。该收发器芯片采用片上天线,并采用28 nm体CMOS技术,确保了大批量生产的低成本解决方案。这些特性使流量计特别适合高精度,基于小动作的检测是关键的应用。

 

 

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    通过增加机器学习能力,imec现在已经证明了一体化孔板液位计基于多普勒信息检测和分类小运动的可行性。imec的研发经理Barend van Liempd补充说:“这开辟了新的机会,例如,能够实现直观的人机交互的手势识别”。“想想AR / VR空间,新一体化孔板液位计可以支持与虚拟对象的直观交互。手势识别还可以实现直观的设备控制 - 与现有界面(如语音控制或智能触摸屏)互补。由于对照明条件不敏感并保护隐私(一体化孔板液位计迄今无法识别人类),一体化孔板液位计解决方案与其他类型的运动传感器(例如基于飞行时间的红外相机)相比具有特别的优势。而且,非常紧凑,imec的140 GHz流量计几乎可以集成在所有设备中,例如笔记本电脑,智能手机或屏幕边框。

    Imec开发了一种基于多层神经网络的特定机器学习算法,该算法包括LSTM层,并使用监督学习通过使用超过25人的内部标记记录来训练推理模型,包括7种不同的每种捕获手势。针对实验数据集,模型对记录的7个手势进行分类,并至少94%的时间预测正确的手势。

    除了手势,由于高射频,还可以非常精确地测量生命体征。因此,一体化孔板液位计是车内生命体征监测系统的理想选择,能够实现对驾驶员状态的非接触式跟踪,例如检测入睡,异常应力水平或可能防止由于急性健康危害引起的事故,例如心脏或癫痫发作。另一种可能的应用是使用运动和生命体征检测来监测小孩,即使婴儿被毯子覆盖并且睡着,例如在儿童无意中留在车辆中时提供警报。

    为了扩大数据丰富度和空间信息,imec目前正在构建一个4x4 MIMO流量计,正在开发新一代一体化孔板液位计芯片 - 将TX和RX作为单独的芯片。这将允许在可用区域上分布MIMO阵列元件的更大灵活性。如果可以增加独立一体化孔板液位计芯片的功能,还可以探索具有更大芯片阵列的MIMO系统。

    Imec的140 GHz一体化孔板液位计是在其开放式创新研发一体化孔板液位计技术合作计划中开发的。有兴趣的公司可以参与该计划,或参与双边研发项目,或许可技术构建模块。

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