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感測器

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臺大電機教授毛紹綱團隊成功研發感測器

為協助防止新冠肺炎疫情持續蔓延,國立臺灣大學電機系教授毛紹綱團隊已成功研發「創新無線定位與追蹤系統」感測器iDistance,精確偵測人與人之間接觸距離維持1.5公尺,以有效確保大眾維持適當社交距離。此項產品參加英國領導創新機構Digital Catapult舉辦基準測試(Benchmark Testing)競賽,iDistance於反應速度、距離量測正確性都獲得最高分數,目前已可因應客戶需要隨時量產。 研發團隊台大電機系教授毛紹綱表示,iDistance的特色在於以公分等級精準定位出50個以上的快速移動目標物,且在1秒內完全定位出物體間距離。操作使用方便,可直接掛置於手錶或安全帽等物件,進行人與人之間精準定位。產品功能齊備,可隨客戶需求調整距離、反應時間及警示方式。在上述英國Digital Catapult與法國、英國、比利時、義大利、土耳其等5國產品同時進行實測,在反應速度、距離量測正確性上都獲得最高分數。iDistance係利用艾睿電子公司所代理的相關IC並結合毛紹綱教授團隊自己研發的IC與演算法,可將距離感測更精準、更快速以及更省電。此項技術更可多方面運用於防止物品丟棄、防止人員走失等方面,應用範圍極為廣泛。毛紹綱教授研發團隊以最先進無線通訊技術為核心,研發出「創新無線定位與追蹤系統」,設計無線通訊天線、IC及電路之SOC模組,並結合人工智慧演算法,並整合運用軟硬體,目前已有iDistance、iShield、iPosition與iFollow等4項產品,可分別運用於各種場景以解決現有GPS或影像技術造成誤判、準度差、速度低、功耗高及價格昂貴等缺點,目前已獲歐洲、美洲及亞洲等業者採用。
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盛群推BM25S2021-1數位感測器

盛群(Holtek)推出BM25S2021-1電阻式溫溼度數位感測器(Humidity and Temperature Digital Sensor),產品整合濕度及溫度Sensor,經過溫濕度校準及溫度補償,具有高精度、低功耗、容易使用等特性,減少產品開發時程,適合在溫溼度量測、監控等相關產品,如除濕機、冷暖空調、IoT應用。 BM25S2021-1含電源為4-pin接腳,同時提供標準I2C及1-Wire通訊介面。透過接線彈性選擇,產品提供藍牙展示平台,讓使用者快速了解產品特性。
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生理感測搭配演算法 穿戴設備結合人工智慧再升級

根據IDC統計,2020年第一季全球穿戴式設備出貨量成長29.7%,市場對於醫療科技及個人健康管理的重視帶動穿戴式裝置設計,手表、手環以及智慧眼鏡皆陸續加入心律、血氧、睡眠等監測功能,在生理保健與記錄方面越來越全面。穿戴裝置在心律測量功能後,陸續推出血氧、血壓等生理感測項目,透過光學或電流感測晶片,量測使用者的生理數據,同時提供異常狀況示警功能,有助於追蹤管理各項疾病。 作為具保健用途的穿戴產品,量測數據的精準度便是最大關鍵,在功能眾多的前提下,顧及節約耗電的需求也是一大挑戰。各家廠商為達成提升量測精準度並兼顧低功耗,無不在其晶片設計下足功夫,並且結合人工智慧(AI)演算法,透過軟硬結合的形式優化數據品質。部分ICT業者甚至進一步取得醫療認證,布局醫材市場。本文將透過探討穿戴設備量測生理數據感測元件設計,以及量測項目之發展,透析穿戴量測技術及市場之未來趨勢。 力求產品差異化 精準量測下足功夫 穿戴式產品競爭激烈,品牌商與晶片供應商看準新興的生理感測功能,希望透過提升量測項目與精準度,達到產品差異化的目的。ams大中華區總經理李定翰(圖1)提及,ams採用光學及電學感測,加上軟體演算法,蒐集不同人種的生理數據資料,提供軟硬整合的解決方案,並依照應用端需求,如登山、居家照護、健身等情境,以精準度為首要的考量來設計晶片,提供相應的感測功能。心律感測方面,ams原本使用單一的PPG感測,目前則整合進ECG心電圖,取得心律與血壓數據後,再配合演算法提供使用者心臟症狀的預警。 圖1 ams大中華區總經理李定翰提及,ams採用光學及電學感測,加上軟體演算法,提供軟硬整合的解決方案 生理感測晶片的技術核心不離光學感測,羅姆半導體(ROHM)台灣技術中心協理林志昇(圖2)說明,感測器設計過程中,不容易兼顧耗電及取樣速度。生理量測技術在取得生命徵象數值越複雜的狀況下,需要提高取樣頻率及測量次數,以增加數據的精準度,但因此面臨功耗增加、應用裝置驅動時間減少等挑戰。另外基於感測元件的待機耗電量及使用環境的雜訊考量,在穿戴設備的感測器設計上,需考量電子元件的低耗電需求,以及對抗外在雜訊干涉及濾除。而羅姆的光學式脈搏感測元件的基本原理,是藉由綠光LED量測血液中的血紅素之移動,結合演算法支援壓力測量和血管年齡測量等生命徵象數值的計算,設計高精度且低功耗的感測器。測量脈搏時的耗電量僅為0.44mA,有助於延長應用裝置的驅動時間。 圖2 羅姆半導體台灣技術中心林志昇協理說明,感測器設計過程中,不容易兼顧耗電及取樣速度 新創公司臺醫光電則由醫材角度出發,研發反射型生理訊號感測器。臺醫光電科技行銷部經理陳婷如(圖3)表示,該感測器同樣利用光學原理,於手腕位置連續測量心跳及血氧飽和度,感測血管的收縮變化,並蒐集PPG訊號,經由微透鏡及DOE鏡片調控LED發射光進入受測組織的能量分布,增強出光效率及收光強度,減少由皮膚表面直接反射的雜光,也使得耗電量大幅降低,且不易受到運動的干擾。目前臺醫光電的智慧腕表已經商用化且通過歐盟CE、美國FDA等醫療認證,期望建立自家生態系或與其他廠商策略聯盟,在台灣的智慧醫療市場中取得一席之地。 圖3 臺醫光電科技行銷部經理陳婷如表示,感測器增強出光效率及收光強度,減少由皮膚表面直接反射的雜光 ICT業者/醫材廠商各有策略 針對ICT業者與醫材廠商在穿戴式裝置感測的布局,資策會MIC產業分析師徐文華(圖4)認為,ICT產業的生理感測產品多以消費電子為主,與醫療產業的重疊度較低,不易取得合作,因此若有意發展醫療級的穿戴式產品,可能採取合作或購併形式,其中又以美國市場私人醫院盛行,比較有機會促成科技與醫材廠商的合作。另一方面,就醫材廠商而言,醫材是剛性需求,廠商多半專注研發醫用穿戴設備,並積極通過各國醫療法規。其中糖尿病偵測為熱門的研究議題,因為糖尿病是常見的慢性疾病,而傳統的糖尿病檢測需要侵入式採集血液,便有廠商開發偵測糖尿病患者體內數據的貼片,除了能夠執行連續且非侵入式的疾病監測,還可以在患者有藥物注射需求時,直接透過貼片中的針頭為病患注射。 圖4 資策會MIC產業分析師徐文華認為,ICT產業的生理感測產品多以消費電子為主,與醫療產業不易取得合作 資策會MIC產業分析師張軒豪(圖5)觀察,現在用於健康管理的穿戴裝置,常見整合PPG及ECG,並加入身體狀況的示警功能,未來可能發展體液及眼淚的量測。雖然體液及淚液的生理感測尚在研究階段,但是體液及眼淚皆帶有大量生理資訊,若結合智慧隱形眼鏡、智慧耳環等應用,且能進一步濾除環境雜訊,便能長期、連續量測使用者的生理數據,有機會在未來取代侵入式的抽血檢查。 圖5 資策會MIC產業分析師張軒豪觀察,現在用於健康管理的穿戴裝置,常見整合PPG及ECG 穿戴裝置走向專業分工智慧眼鏡具發展潛力  綜觀穿戴式裝置的定位,徐文華表示,穿戴設備的功能發展接近小型的手機,已有廠商將行動支付、通訊及語音助理整合進穿戴設備中,下一步可能會連接家電,成為智慧家居聯網的裝置之一。而感測項目方面,未來三到五年,心臟的感測仍會發展最快,體溫感測的應用也越趨多元,除了智慧手表,還可能透過貼片或耳掛式裝置測量生理數據。 李定翰補充,很多穿戴式裝置開發初期為了與其他產品競爭,在產品中不斷增加感測器的數量,走向多功能跟高度整合的設計,未來則可能發展成高度分工的產品,依照健身、登山、高齡照護、心臟病監測等,細分不同的功能取向。 智慧眼鏡也是一個穿戴應用趨勢,李定翰指出,人類判斷情況的依據70%來自視覺,結合VR/AR的視覺眼鏡前景可期。但是產品設計上須把視覺數據轉換成有用的資訊,達到精準與有效是很大的挑戰。另外,很多大廠推出智慧眼鏡後的銷售跟測試結果,在功能方面尚未符合市場預期。就使用者需求而言,應該藉由語音辨識下達指令,結合大數據與感測器,甚至有能力執行肉眼看不到的熱感測工作,用以防止流行並傳染,才能充分發揮智慧眼鏡的優勢。 現在所有廠商都在搶攻人身產品的市場,因為戴在手上的手環跟智慧眼鏡配置的位置非常獨特,手機無法取代穿戴裝置的市場定位。而穿戴感測如何跟手機相輔相成,或是把手環跟眼鏡當作擷取生理數據的一個節點,這個節點承受的項目越齊全,或是能承受的資料輸出量及感測器的能力越好的話,對於後端的處理與使用者平台的黏著度都有良好的影響。當使用者對品牌及系統的黏著度提升,便有機會塑造影響力類似蘋果(Apple)的全球品牌。
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TrendForce估2024年智慧製造市場規模上看4,000億美元

根據TrendForce旗下拓墣產業研究院表示,導入智慧製造將是企業在新冠肺炎疫情期間的生存關鍵,除了帶動AR、遠端操作、視覺辨識等相關工具與技術發展,也透過部署更多自主無人搬運車(AGV)、行動機器人(AMR)等運輸機器,減少人力以維持社交距離。預估2024年全球智慧製造市場規模將上看4,000億美元,年複合成長率達10.1%,主要成長動能來自遠端與非接觸技術的升級。 2020~2024年全球智慧製造市場規模 拓墣產業研究院分析師曾伯楷指出,2020年全球工業4.0以較穩健的投報率與更成熟的技術,將物聯網、大數據等要素,透過虛實整合呈現於協作型機器人(Cobot)、數位分身(Digital Twins)等解決方案,能夠實現降低成本與提高生產力的宗旨,因此受到相關業者高度關注與採用。 自2011年德國提出工業4.0概念後,全球知名大廠便紛紛開始採用,因此相關技術發展也日趨成熟,根據愛立信(Ericsson)的評估,部署以行動網路為基礎的工業4.0解決方案,5年平均能節省約8.5%的營運成本。而應用案例包括資產追蹤、AR應用、狀態監測、移動型機器人、以及聯網工具等。其5G製造工廠便利用AR設備執行遠端故障排除、支援教育訓練。 電力管理廠商伊頓(Eaton)憑藉工業4.0解決方案抗疫,以Microsoft HoloLens 2 AR眼鏡在實體廠區顯示3D影像並支援遠距連接,透過遠端執行核心工作並保障員工安全。日本製造廠商日立(Hitachi)不僅以熱像儀確保工作場所的員工體溫,也結合視訊分析個人防護設備的使用情況。 觀察台灣智慧製造趨勢,目前製造業中小企業比例約97%,然數位轉型時往往面臨資訊人力不足、成本效益不彰等瓶頸,因此智慧製造計畫多由政府與法人單位共同推動。全球政經、產業趨勢、後疫情時代振興策略,為目前政府推動智慧製造的三大切入點,如現行的智慧機械雲平台就以升級中小企業產品價值、提高國際競爭力為目標,加速台灣整體智慧製造的進程。 2021年製造業的復甦需要更穩健和彈性的供應鏈,除了現有的遠端與非接觸技術工具外,部署更多IoT感測器與設備以打造虛擬工作場域,或是透過區塊鏈、3D列印擴展營運彈性。預期後疫情時代下,智慧製造將有更多應用場景與商機待開拓,強化製造商在面臨往後危機的生存與盈利能力。
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LiDAR成為ADAS/自駕車關鍵感測器

根據ResearchAndMarkets指出,光學雷達(LiDAR)市場2019年產值達9.81億美元,到2025年預計達2,766萬美元,2020到2025年複合年增長率預計為20.7%。光電協進會認為,提升LiDAR市場增長的主要因素包括無人機中LiDAR系統的採用不斷增加、工程和建築中地理資訊系統(GIS)LiDAR的使用,以及4D LiDAR的出現和法規的放鬆,導致不同應用大規模使用商用無人機有關。 光學雷達市場2019年產值達9.81億美元,到2025年預計達2,766萬美元 (來源:Unsplash) 隨著LiDAR逐漸成為ADAS和自動駕駛汽車(AV)的關鍵感測器,在車輛整合的樣式方面與功能之間取得平衡變得越來越重要。除了總體製造性、可靠性、價格和耐用性方面的考慮外,位置也很重要。從這個意義上分析,LiDAR只是沿襲了諸如雷達、照相機和超聲波之類的傳統感測器的腳步。從整合的角度來看,將LiDAR與其他感測器區分開的主要原因有: 1.要求低損耗和清潔光學表面(每個LiDAR直徑通常為25~50mm) 2.更高的功耗,通常在15~30W之間 3.光學雷達的熱管理(大部分輸入功率轉換為熱量),需要保持其「冷卻」。否則如雷射器、檢測器和掃描儀之類的元件會發熱,並導致性能和可靠性問題 4.尺寸和體積具優勢。因為當今大多數成熟的激光雷達感測器都使用機械或光機械掃描儀,這些掃描儀體積相對較大,很難從美學上整合到汽車中,因此固態LiDAR(無論是閃存還是使用固態掃描),在這方面都具有明顯的優勢,但是許多技術才剛剛成熟,還沒有準備好整合到用於市場的第一套ADAS和自動駕駛汽車中。 從2000年代的DARPA大挑戰賽到用於共享汽車和運動自動化的影音開發早期,樣式和空氣動力學設計都不受重視,導致原型車看起來很奇怪,在部分情況下甚至令人恐懼。但是隨著ADAS和AV的成熟,Waymo等公司越來越關注感測器模組與自動駕駛汽車的整合。其背後的原因之一,是認識到有必要為乘客提供視覺和情感上的親密體驗,並建立對這種新搭乘方式的信心。 近日在比利時特斯拉Model 3開始測試光學雷達系統,Model 3車頂設備採用類似於Velodyne Puck 32MR LiDar。製造商指出,此設備非常適合工業車輛、移動機器人和相對低速移動的無人機。光電協進會認為,無論最終它是否得到了特斯拉的認可,這也意味著馬斯克(Elon Musk)改變了對激光雷達的態度,並繼續朝著這個方向前進。
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賽靈思助百度自動駕駛平台ACU量產

賽靈思(Xilinx)日前宣布,搭載賽靈思車規級晶片Zynq UltraScale+ MPSoC的百度車載運算平台ACU(Apollo Computing Unit)於偉創力的中國蘇州廠正式量產,這款硬體平台將率先應用於Apollo Valet Parking(AVP)自動代客停車產品。百度表示已經與多家OEM達成合作協定,其中中國新興車廠威馬汽車將在今年的車款率先搭載百度AVP產品。 百度自動駕駛運算平台 (資料來源:賽靈思) 百度自動駕駛技術部總經理王雲鵬表示,百度持續深耕自動駕駛領域並累積經驗,ACU進入量產意味著團隊已顯著強化車規級功能安全、自動駕駛產品商業化及軟硬體供應鏈管理等方面的能力。將攜手業界的合作夥伴,共同致力於ACU的研發設計。賽靈思作為國際FPGA供應商,為百度ACU提供了核心處理晶片,是其他解決方案無法提供的車規級量產效能。 百度ACU是量產型自動駕駛車載運算單元,包含多個系列產品以因應不同場景的運算需求,ACU生產線目前的年產能可達20萬套。其中,ACU-Advanced是業界首創的自動代客停車專用車載運算平台,提供整合軟硬體的解決方案。傳統的自動代客停車功能主要仰賴超音波雷達,而且在環境感測上必須更安全,所以需要結合停車系統進行更複雜的感測器融合,以良好的深度學習推論能力和運算力來處理複雜的駕駛環境。借助賽靈思車規級、異質多核的Zynq UltraScale+ 5EV平台的感測器和AI處理能力,新平台可支援多達5個攝影機、12個超音波雷達,同時預設毫米波雷達和光達介面,並相容於百度飛漿(PaddlePaddle)深度學習框架,以支援演算法的快速反覆運算和升級。 賽靈思擁有超過20年的汽車產業經驗,近14年來皆維持兩位數的出貨成長,尤其28奈米和16奈米產品系列的成功,成為賽靈思汽車業務成長的驅動力。賽靈思至今已在全球累計銷售超過1.9億片車規級晶片,其中7,500萬片用於量產型先進駕駛輔助系統(ADAS)。賽靈思服務的汽車企業超過200家,包括全球主要的汽車供應商、OEM和新創企業。
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意法推新ToF感測器 實現工業個人電子裝置多目標測距

出貨量逾10億的飛行時間(Time-of-Flight, ToF)解決方案商意法半導體(ST),推出採用分布統計演算法專利的新產品VL53L3CX,進一步擴大其FlightSense ToF測距感測器的產品範圍。新產品可以測量多個目標的距離,而且測距準確度更高。 VL53L3CX的測距範圍為2.5公分至3公尺,相較於傳統紅外感測器,測量準確度不受目標物體的顏色影響,使終端產品設計人員能夠在產品中導入強大的新功能,例如,使佔用感測器能夠忽略不需要的背景或前景物體,提供正確無誤的占用狀態探測,或者在感測器視野範圍內以及既定條件下報告多個目標的準確距離。 意法半導體的分布統計演算法專利可提升感測器對玻璃蓋板串擾的抗擾性,並提供即時污痕補償功能,防止外部污染影響測距準確度,例如,在多塵工業環境中工作的真空吸塵器或其他設備。另外,環境光下的測距性能也得到了改善。 此外,VL53L3CX的線性度亦非常出色,可提升短距離測量的準確度,進而提升服務機器人、吸塵器等設備的循牆、懸崖偵測和避障能力,意法半導體在這些商業市場取得了巨大的成功。與所有FlightSense感測器一樣,VL53L3CX同樣採用功率密度高的多合一封裝設計,可以簡化感測器與裝置的整合,而低功耗有助於延長電池續航時間。 ToF感測器為各種應用帶來卓越的測距性能,使大樓自動化和照明控制器的佔用偵測更加可靠、物聯網端點裝置的接近感測更智慧、攜帶式裝置的自動喚醒更方便,以及自動衛浴設備的使用者偵測更穩健。ToF感測器的高精度和快速回應還強化了機器人、室內無人機等對精確動作控制有較高要求的設備性能。
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工業/醫療/食品多領域應用開花 智慧感測器實現五感擬真

讀者可能在一些4D電影或虛擬實境(VR)的體驗中,感受過如臨現場的氣味或栩栩如生的觸感,也可能聽過零售業者高喊「五感行銷」。說起視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺這五種感官,電腦視覺與語音辨識已經大量進入人們的生活中,另外三種也有不少業者投入,透過感測器陣列,搭配人工智慧與機器學習的功能,研發人員希望可以更真實地模擬人類的全感官能力,不管是分析葡萄酒的風土氣味、虛擬感受火山爆發的感覺、複製情人的味道等,相信都不是太遙遠的事。 電子鼻監測氣體 智慧工廠好幫手 電子鼻是一種模擬人類嗅覺能力的技術,先對各種氣味進行科學化的計量與統計工程,接著就能透過化學感測器接收氣體目標物來蒐集訊號,然後對應到氣味資料庫進行比對,藉此分析產品的氣味及構成氣味的化學分子,找出氣味的來源與成因。 相較於傳統的氣體感測方法,電子鼻不是採用單一感測器對應單一氣體的辨識方式,就如同哺乳動物的嗅覺,不是利用一個味覺感測器來感知一種氣味,而是將多個感測器組合成一個陣列;由於排列組合的方式千變萬化,因此哺乳動物能辨別大量不同的複雜氣味。目前電子鼻比較常見的應用領域包括香水美妝、食品安全、紅酒、醫療檢測、環境監測等。 近幾年電子鼻在智慧工廠的應用愈來愈多(圖1),透過高敏感度的氣體感測器,搭配物聯網架構,可即時偵測空氣中特定的氣體化合物及氣體中化學分子的變化,用於氣體排放監測、空氣品質管理等用途,就像「好鼻師」一樣,聞到奇怪的異味會立即通知警報,避免污染超標或產生工安意外,甚至還能架在無人機上,用於工廠煙道的高空氣體監測。 圖1 嗅覺感測三大技術                   在醫療應用方面,現代醫學也可透過電子鼻系統來協助診斷,就跟傳統中醫會以「望、聞、問、切」來看診,其中也包括嗅覺的部分。舉例來說,糖尿病患者、腎功能異常者都會出現「病理型口臭」,肺炎患者則會分泌出特有的氣體,採用電子鼻技術開發的呼吸氣體檢測系統,可檢測出這些氣體變化,並有非侵入式、快速、安全等優點,可作為醫師臨床診斷參考。 也有一些新創公司投入開發智慧電子鼻裝置,例如Food Sniffer就推出了全世界第一款的可攜式「電子鼻」,一按就能聞出肉品是否新鮮,就像狗鼻子一樣靈敏。這款產品內置靈敏度極高的四個嗅覺感測器,可以聞出食物周圍的溫度、濕度、氨氣等數據,包括超過100種揮發性有機化合物的指數,藉此判斷肉類的新鮮度;還可透過手機應用程式(App)選擇豬肉、牛肉、雞肉或魚肉,來提高嗅覺判斷的精準度,並能提供最佳的食用建議。 品嚐紅酒/咖啡有一套電子舌比人更靈敏 雖然人們嚐到的味道,有大約80%是由嗅覺提供,僅有20%是味覺提供,但不可否認的是,人類的味覺感知也是高度複雜,透過酸、甜、苦、鮮、鹹等五種基本味覺的辨別,卻會感受到千變萬化的滋味。為了分析食物味道的組成結構及人類喜歡其味道的原因,業界開發出電子舌系統,針對樣品內溶解物的不同味道組成進行科學性的分析,試圖拆解人類的味覺密碼(圖2)。 圖2 人類味覺及電腦味覺的運作原理            電子舌的運作主要是採用一系列的液體感測器,可偵測液體中有機及無機化合物的成分,搭配分析軟體,即可模擬人的舌頭進行味道分析。相較於過去採用人工品評,必須忍受難受的滋味,甚至得冒著中毒的風險,電子舌不僅對口味的差別更靈敏,而且可在快速時間裡測試多種樣品,即使長時間工作都不會告老闆壓榨員工。 目前電子舌最常應用於食品研究與管理、藥品品管、釀酒等用途,尤其是啤酒、醬油、咖啡、糖果、冰品、茶飲、製藥、美妝等產品。例如食品業可用來偵測產品中的甜味、苦味或油脂比例,用來改良口感及風味,也可用來研究不同的溫度、是否有氣泡對味覺產生的影響,如此就能更精準操控出一般人最喜歡的產品味道,也能用來區分不同年份、不同產區的葡萄酒風味,其他像是咖啡豆、茶葉的評比也都能用電子舌來代替人工。 如由日本慶應義塾大學所成立的Aissy,就是一家使用人工智慧進行味道分析的公司,藉由各種味覺數據的研究及味覺感測器的開發,可定量分析酸、甜、苦、鮮、鹹等五種基本味覺的濃度,還可分析一段時間後的味道變化,藉此規畫符合消費者需求的新產品或菜單,或者用來改善不同生產基地的溫度與濕度等環境因子。 許多日本企業都紛紛找上Aissy合作,例如要開發新款綠茶飲料產品,就可透過味覺感測器找出苦味與鮮味之間的最佳平衡,採用最有餘韻味道的新生茶;又如飲料客戶研究吃烤肉與哪種飲料之間最速配,結果發現果汁的速配程度超過90%,比綠茶、麥茶更對味,也打破了一般人覺得吃烤肉不適合搭配果汁的觀念。 AI觸覺尚處萌芽期  創新人機互動模式可期 對於研究人員來說,模擬人類觸覺能力的難度絕對不下於嗅覺與味覺。人類其實是結合視覺與觸覺回饋的感受,對於物體的觸感進行辨識處理,早期對電腦觸覺的開發,主要是透過觸覺感測器、電腦視覺、影像資料庫的搭配,近期則是受惠於人工智慧、神經網路與深度學習的進展,不靠視覺,僅靠觸覺的研究,即可模擬人類在觸摸時的理解力。 以麻省理工學院的研究為例,其開發出一種可擴充觸覺手套(Scalable Tactile Glove, STAG),配備550個微型感測器,藉以蒐集穿戴者的手部與物體互動時所產生的即時壓力訊號,轉換為觸覺地圖,再傳送到神經網路學習各種物體的特定訊號模式,建立出特定壓力模式與特定物體間的關聯性,如此一來機器人就能藉由抓取判斷物體類型與重量,擁有類似人類探索與辨識物體的能力,目前辨識物體的正確率可達76%(圖3)。 圖3 麻省理工學院開發的可擴充觸覺手套         再以北京他山科技為例,其開發出AI觸覺感測器,藉由曲面電容感應的核心技術,可以讓機器在3D空間內獲得接觸覺、壓覺、力矩覺、滑覺、濕覺、溫覺等感知,再搭配複雜的演算法疊加與深度學習能力,讓機器人的皮膚能夠模擬人類觸覺90%的功能,目前主要應用領域包括汽車電子、智慧家電、智慧建築玻璃、智慧醫療等。 在眾多產業中,汽車業對AI觸覺的應用一直表達高度興趣,如BMW就與他山科技合作,將電腦觸感方案應用於車內人機互動場景,以座椅靠背托板為媒介的3D感應技術,可代替傳統按鍵,能夠支援用戶的手勢喚醒、懸停、多指滑觸、按壓等更簡單且自然的操作指令。 可以期待的是,因為電腦觸覺的演進,可以創造許多令人驚奇的人機互動模式,未來像是座椅、床、衣服、遊戲控制器、玩偶這類與人密切接觸的東西,不再需要觸控螢幕、聲控或手勢辨識去操控,靠著AI觸覺就能提供更客製化的回饋或接近人與人互動的真實感受,包括虛擬擁抱、模擬觸摸實體的線上購物、遠端烹飪教學、數位醫療觸診也都不再是夢想。
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u-blox攜手greenTEG推體溫感測穿戴裝置

u-blox日前與開發熱通量感測器(Heat Flux Sensor)的greenTEG共同宣布,正式推出新創品牌CORE,為一款可連續且準確監測核心體溫的穿戴裝置。此裝置採用u-blox獨立式藍牙 5低功耗模組進行無線通訊,可用來追蹤使用者從家中重返工作場所的健康狀況,並能在其核心體溫突然升高時發出警報。 greenTEG公司業務和行銷副總裁Holger Hendrichs表示,人們需要一款小型、而且已預先通過認證的低功耗藍牙模組,以把整個解決方案的尺寸縮至最小,同時還要能夠提供連接性、大量的記憶體空間、以及應用所需的可靠性。在剛開始評估方案時,新品的特性看來似乎符合需求,而當發現它能透過ANT+協定與Garmin裝置介接時,由於這對該公司是一項非常關鍵的功能,所以便決定選擇u-blox NINA-B306。 CORE採用創新方法連續監測核心體溫,其準確度可媲美植入式(Ingestible)感測器。藉由貼片或皮帶把它穿戴至靠近身體,CORE利用專為該任務所設計的演算法把感測到的數據轉換為對核心體溫的估計值。 該解決方案原是為協助運動員在超級馬拉松或鐵人競賽等極端條件下進行訓練和比賽時免於體溫過高所開發,現已被重新設計以因應COVID-19(新冠肺炎)大流行帶來的新挑戰。目標客戶族群包括一般大眾、企業主,以及位處高風險族群中的個人。 而u-blox短距離無線電產品策略資深總監Pelle Svensson則對此表示,此應用展現NINA-B3系列藍牙5低功耗模組可為穿戴式應用帶來的價值,包括精小尺寸、低功耗、1MB的快閃記憶體容量,以及的Arm Cortex-M4微處理器。在此不確定和充滿考驗的時期,很高興看到u-blox技術協助人們確保安全,並希望能使疫情逐漸趨緩。
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貿澤供貨TE連接器系統 因應未來智慧街道照明需求

貿澤(Mouser)即日起供貨全球連線功能與感測器廠商TE的LUMAWISE Endurance S連接器系統。此鍵合系統包含專為感測器和其他控制系統所設計的產品,其標準化生態系統能為街道和區域照明、路燈、商業戶外照明及都市管理系統等應用提供良好的彈性。 貿澤電子供應的TE LUMAWISE Endurance S連接器系統採用多重鍵合組合,插座與密封蓋或模組底座之間使用標準化介面。此多樣化系統包含多種底座與圓頂組合,採用整合式單一墊片,可同時封住使用相同連接介面(適用於40mm和80mm中央管理系統)的模組與燈具。LUMAWISE Endurance S系統可於現場升級,讓使用者輕鬆升級現有的燈具。 LUMAWISE Endurance S系統已通過Zhaga Book 18認證,具有5A和250V的接點額定值,安裝面符合10kV的電介質耐電壓(高壓絕緣試驗)額定值。插座組件、底座與圓頂組合符合IP66和IK09標準,提供密封型電子介面,以及耐用、耐衝擊的封裝解決方案。
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