Imec a dezvoltat un sistem compact radar MIMO de 140 GHz, foarte sensibil. Configurarea MIMO este demonstrată pentru recunoașterea gesturilor, susținând interacțiunile intuitive om-mașină.
Rezoluția ultra-fină a acestui radar permite detectarea mișcărilor micro-pielii legate de semnele vitale care deservesc aplicații cum ar fi monitorizarea fără driver de contact sau monitorizarea pacientului.
Distribuitorii cheie ai sistemului de prototipuri radar-on-chip de la imec 140 GHz sunt dimensiunile mici și performanțele ridicate ale radarului - în ceea ce privește rezoluția și sensibilitatea la mișcare.
Radarul funcționează în raza de acțiune de până la 10 m, cu o rezoluție de 15 mm și o lățime de bandă de 10 GHz.
Sunt integrate mai multe căi de antenă pentru a permite o configurație completă (virtuală) 1 × 4 MIMO pentru a obține o separare țintă unghiulară.
Cipul de emisie-recepție dispune de antene pe cip și este integrat în tehnologia CMOS de 28nm, asigurând o soluție cu cost redus la producția de volum mare. Aceste proprietăți fac ca sistemul radar să fie deosebit de atrăgător pentru aplicațiile în care detectarea pe bază de mare precizie, cu mișcare mică, este esențială.
Invatare mecanica
Prin adăugarea capacităților de învățare a mașinilor, imec a demonstrat acum fezabilitatea radarului de a detecta și clasifica mișcările mici pe baza informațiilor Doppler.
"Aceasta deschide noi oportunități, de exemplu, care permit recunoașterea gesturilor pentru interacțiuni intuitive om-mașină", spune Barend van Liempd, manager de cercetare și dezvoltare de la imec. "Gândiți-vă la spațiul AR / VR, unde noul radar poate sprijini interacțiunea intuitivă cu obiectele virtuale. De asemenea, recunoașterea gestului poate permite controlul intuitiv al dispozitivului - complementar cu interfețele existente, cum ar fi controlul vocii sau ecrane tactile inteligente. "
Fiind insensibil la condițiile de iluminare și la protejarea intimității (un radar nu poate recunoaște până acum oamenii), soluția radar are avantaje deosebite față de alte tipuri de senzori de mișcare, de exemplu camere cu infraroșu bazate pe timp de zbor. Și, fiind extrem de compact, sistemul radar 140 GHz integrat poate fi integrat invizibil în aproape toate dispozitivele, cum ar fi laptopurile, smartphone-urile sau ecranele.
Imec a dezvoltat un algoritm specific de învățare a mașinilor bazat pe o rețea neurală cu mai multe straturi, care include un strat LSTM, și care utilizează învățarea supravegheată pentru a instrui modelul inference utilizând înregistrări in-house cu mai mult de 25 de persoane, inclusiv câteva capturi pentru fiecare din cele 7 diferite gesturi. Împotriva setului de date experimental, modelul clasifică cele 7 gesturi înregistrate și prezice gestul corect cel puțin 94% din timp.
În afară de gesturi, semnele vitale pot fi, de asemenea, măsurate cu o foarte mare precizie datorită frecvenței radio înalte. Prin urmare, radarul este un candidat excelent pentru sistemele de monitorizare a semnelor vitale în mașină, pentru a permite urmărirea fără contact a stării conducătorului auto, de exemplu pentru a detecta adormirea, nivelurile anormale de stres sau, eventual, pentru a preveni accidentele cauzate de pericolele acute ale sănătății, sau atacurile epileptice. O altă posibilă aplicare este monitorizarea copiilor mici prin detectarea mișcării și a semnelor vitale, chiar și atunci când copilul este acoperit de o pătură și adormit, de exemplu pentru a oferi o alertă în cazul în care un copil este lăsat în mod neintenționat într-un vehicul.
Radar MIMO
Pentru a mări bogăția datelor și a informațiilor spațiale, imec construiește în prezent un sistem radar MIMO de 4 × 4, pentru care este în curs de dezvoltare o nouă generație de jetoane radar - încorporând TX și RX ca jetoane separate. Acest lucru va permite o mai mare flexibilitate în distribuirea elementelor de matrice MIMO în zona disponibilă. Se va analiza, de asemenea, dacă funcționalitatea chips-urilor radar independente poate fi mărită, pentru a permite sistemelor MIMO să aibă și mai multe matrice de jetoane.
Radarul de 140GHz al lui Imec a fost dezvoltat în cadrul programului său deschis de inovare în domeniul cercetării și dezvoltării în domeniul tehnologiei radar. Firmele interesate pot participa în cadrul programului sau într-un proiect de cercetare și dezvoltare bilaterală sau pot acorda licențe blocurilor tehnologice.
