Датчики MEMS как драйверы для изменений

Интернет вещей (IoT) меняет способ нашего взаимодействия с окружающим миром. Все - и все - связаны и скоро будут взаимосвязаны. Устройства и датчики микроэлектромеханических систем (MEMS) берут на себя важную работу по сбору, мониторингу и анализу данных, часто в режиме реального времени.

В интервью EE Times Europe Питер Хартвелл, технический директор TDK InvenSense, описал будущее, в котором технологии Интернета вещей выходят за рамки индивидуального опыта и становятся невидимыми. Это будущее, в котором датчики станут связующим звеном между виртуальным и реальным миром.

EE Times Europe :[В прошлом году] вы были занесены в Зал славы отраслевой группы SEMI-MEMS и датчиков, что свидетельствует о вашем значительном и продолжительном влиянии на эту отрасль. Как вы к этому относитесь?

Питер Хартвелл, технический директор TDK InvenSense

Питер Хартвелл :Если бы надо было одним словом резюмировать, как я себя чувствую:старый. Я по-прежнему считаю, что МЭМС - это новая отрасль. Я занимаюсь этим буквально со школы; Я не сбился с пути. Я видел, как многие люди уходили и занимались другими делами. Для меня огромная честь получить признание коллег за [ваш] вклад в продвижение технологии. Так что я бы сказал старый и уважаемый.

EETE :У вас более 25 лет опыта в коммерциализации кремниевых МЭМС и работе над передовыми датчиками и исполнительными механизмами. У вас также есть более 40 мировых патентов на МЭМС и сенсорные приложения. Каковы основные достижения или определяющие решения в вашей карьере?

Хартвелл :Я смотрел на то, как датчики станут движущей силой изменений. Я рано пришел к этому выводу. Моя первая работа в области МЭМС была в Hewlett-Packard, и оттуда я спросил:«Что компьютерная компания собирается делать с датчиками?» Мы строили эти мозги, и они были слепыми, глухими и оцепеневшими по отношению к тому, что происходило в мире. Сенсоры дали им возможность видеть мир и, в конечном итоге, взаимодействовать с ним. Сейчас это кажется нам таким естественным, и за этим стоит вычислительная мощность, позволяющая интерпретировать такие простые команды, как изменение музыки. Мы понимаем, что датчики станут связующим звеном между цифровым миром и реальным миром.

Моя вторая работа была в Apple. Там я смог увидеть влияние того, как сделать технологию доступной для масс, и не иметь чего-то, что было бы чем-то вроде эзотерического, только для фанатов и только для того, чтобы по-настоящему увидеть первые последователи.

Одно из моих любимых воспоминаний было буквально в ресторане, [где] я наблюдал, как дед и его внучка смотрят что-то на iPhone. Буквально у вас были 70-с чем-то и четверо-с чем-то, смотрящие что-то на iPhone, а также 70-с чем-то и четверо с чем-то, использующие компьютер, и мы включили это. [Всего] четыре года назад ни один из них не стал бы пользоваться компьютером. [Теперь] они не только использовали компьютер, но и получили такой хороший опыт, что мама их сфотографировала.

Технология выходит за рамки и становится прозрачной. Итак, когда я смотрю на то, куда я пытаюсь двигаться, двигаясь вперед, это ... как мы заставляем эту технологию просто исчезать в [окружающей среде] вокруг нас, чтобы мы больше не удивлялись, что технология сработала или сделала что-то. Это становится естественным.

Возвращаясь к концепции голосового интерфейса, компьютерной клавиатуре 140 лет, если вернуться к тому времени, когда были изобретены пишущие машинки. Мой восьмилетний сын смотрит на клавиатуру [и] видит только одну кнопку. Это кнопка Siri или кнопка Ok Google. [Его ожидание:] «Я просто собираюсь подтолкнуть его и поговорить с ним, и это просто сработает». С учетом этих ожиданий, как это будет выглядеть, когда технологии просто исчезнут на заднем плане, и мы станем более эффективными и получим лучший и безопасный опыт?

EETE :В 2017 году TDK прояснила свои амбиции в области сенсоров, когда приобрела InvenSense и ее сильную команду разработчиков программного обеспечения, хорошо разбирающуюся в искусственном интеллекте, прогнозирующем управлении и анализе движения. Как технология InvenSense используется в компаниях TDK по производству смартфонов и Интернета вещей?

Хартвелл :Надеюсь, будут хорошие отношения.

Мы были молодой компанией, не имевшей пределов. Мы очень хорошо понимали датчики и важность программного обеспечения. TDK - это производственная и производственная компания, в основе которой лежит качество. Мы используем японское слово «монодзукури», которое означает «если хочешь что-то построить, построй это хорошо». Теперь мы поговорим о концепции котодзукури, которая заключается в том, что если вы хотите что-то построить, построить хорошо, но строить с определенной целью, постарайтесь что-то сделать для клиента, понять потребности клиента. Это позволяет нам смотреть по всей вертикали, от сырья, которое используется для создания чего-либо, что является основополагающим для качества и производительности, вплоть до того, как этот опыт повлияет на наших клиентов и клиентов наших клиентов.

Это было отличное сочетание двух разных компетенций и сильных сторон. Вместе мы намного больше, чем [мы были] в разлуке, потому что теперь мы получаем этот системный уровень во всех секторах, будь то Интернет вещей, автомобилестроение или бытовая электроника. У нас есть лучший набор инструментов для атаки на весь рынок.

EETE :Забегая вперед, каковы следующие шаги TDK по расширению InvenSense с точки зрения разработки продуктов и дорожной карты технологий?

Хартвелл :Мы сейчас очень много работаем по УЗИ. До приобретения в InvenSense у нас был очень хороший ультразвуковой датчик отпечатков пальцев, приобретенный TDK [когда он приобрел InvenSense]. [С тех пор] мы приобрели другую компанию, Chirp. Он отлично подходит для использования в TDK, так как TDK обладает обширными знаниями в области ультразвуковых материалов. [Бизнес Chirp] - одно из очень крупных бизнес-подразделений TDK. Так что это просто идеальный союз новых материалов, новых устройств MEMS, соединяющихся вместе, и я думаю, что именно здесь мы наблюдаем стремительный рост области применения. На конференции [прошлогоднего Исполнительного конгресса по МЭМС и датчикам] мы услышали, что электростатические приводы зашли далеко, и теперь пьезоэлектрические материалы, возможно, выведут нас на следующий шаг.

Лично мне, мне нравится расширение, потому что мы сейчас смотрим не только на датчики, но мы [также] смотрим на исполнительные механизмы, [с] устройством Chirp, издающим звук, а затем смотрим на возвращающееся эхо. Это и датчики, и исполнительные механизмы.

Вернемся к моему первоначальному комментарию о том, что датчики делают компьютеры более умными в восприятии происходящего, и если вы можете управлять происходящим, это действительно следующий шаг к срабатыванию. Для нас ультразвук - это первый шаг к срабатыванию, к умным системам, способным влиять на вещи в физическом мире. Это то направление, в котором мы сейчас смотрим.

EETE :Как технический директор, вы, вероятно, следите за тем, что происходит в исследовательских лабораториях. Какие интересные MEMS и сенсорные технологии, кроме TDK, вы видели в последнее время?

Хартвелл :Для меня одно из мест - это медицина - не обязательно BioMEMS, чтобы заменить лабораторное оборудование, но более массовый рынок с вещами, которые мы сможем делать дома или с помощью носимых устройств. Вот за чем я слежу. Логично сказать, что где-то через 20-40 лет вы будете носить [непрерывную] систему диагностического мониторинга. Вопрос в том, как вы туда доберетесь, какие шаги нам нужно предпринять, чтобы добраться туда.

Другой - взрыв оптических датчиков. Мы видим это в LiDAR, в 3D-изображениях со структурированным светом. В этих технологиях замечательно то, что многое было разработано для автомобилестроения. Причина, по которой у всех нас есть акселерометры в наших телефонах, заключается в том, что они изначально использовались в автомобилях.

Вы собираетесь обзавестись игрушками с радаром. Не могу дождаться, чтобы увидеть, что подумают игрушечные парни, когда вдруг вы сможете вставить радар в игрушечного робота. Мне не терпится увидеть, куда пойдут оптическое 3D зондирование, радар и лидар, особенно в сфере игрушек.

EETE :На Исполнительном конгрессе МЭМС и датчиков презентация технологий расширила осведомленность о новейших МЭМС и сенсорных технологиях и приложениях, включая поисковую систему ДНК и 4D LiDAR для автономных транспортных средств, а также носимые биосенсоры для здравоохранения. Какие-нибудь выводы о технологиях, которыми вы хотели бы поделиться с нами? Ваше внимание привлек один из стартапов?

Хартвелл :Вы можете увидеть людей, которые так сильно верят в идею, что они будут рисковать своей способностью положить еду на стол, чтобы реализовать эту идею. Я сейчас очень увлекаюсь AR и VR. Я считаю, что то, как мы собираемся записывать опыт и делиться им с людьми, действительно сделает VR в руки не-геймеров. Игры будут всегда, но не это будет двигать рынок. Я пытаюсь понять, как решить эту проблему… Где датчики? Как мы собираемся приступить к созданию контента для VR? Вот где мы сейчас и застряли. Вы можете купить гарнитуру, но не знаете, что смотреть. Это как во времена черно-белого телевидения. Если вернуться к ранним телешоу, [они были] водевилем, потому что это было развлечение. На создание «Игры престолов» ушло 70 лет.

Итак, вопрос в том, как ускорить [чтобы] виртуальная реальность стала платформой для потребления и опыта того, что мы не могли делать раньше. Думаю, это будет путешествие; это будет торговый [и] личный контент. Я смог оцифровать себя, катаясь на лыжах, и [затем] поместил моего отца, катающегося на лыжах, со мной и его внуком в виртуальной реальности. Он снял наушники, посмотрел на меня и сказал:«Никогда не думал, что мне удастся покататься на лыжах с внуком». [Он не подумал]:«Ты показал мне классную картинку», [но] «Я катался на лыжах с внуком». Он действительно так себя чувствовал.

EETE :Чувство миссии и цели проникает через ваши слова, поскольку вы, кажется, готовы добавить немного человечности ко всему, что вы разрабатываете.

Хартвелл :Это должно быть естественно для нас. Мы строим отношения с вещами, которых нет в живых. Когда они начинают говорить и реагировать на нас, для нас вполне естественно испытывать эти переживания с помощью этих устройств, [с] чем-то, к чему мы можем относиться. Для меня сенсоры являются связующим звеном между виртуальным и реальным миром, поэтому мы пытаемся дать роботам сенсоры, чтобы поместить их в наш мир, что означает, что они должны видеть, и они должны слышать, чувствовать и обонять. И мы пытаемся поместить людей в виртуальный мир, а это значит, что вы должны создавать контент. Датчики здесь клей.

Следующий шаг - умные колонки будут следовать за вами по дому. Если бы Sony Aibo могла делать все то же, что и Алекса, у вас внезапно появился бы идеальный питомец, компаньон. Он будет следовать за вами, заряжаться сам. Он изменит музыку, позаботится об освещении, а если вы упадете, он подойдет, посмотрит, все ли у вас в порядке, и позовет помощь. Вот что у нас будет, и я не могу дождаться.

Автономные товарищи, вот как я бы их [охарактеризовал]. И технология исчезнет.

>> Эта статья изначально была опубликована на нашем дочернем сайте EE Times Europe.