消費(fèi)電子領(lǐng)域新興應(yīng)用爆發(fā)，如何創(chuàng)新傳感解決方案才能滿足產(chǎn)業(yè)需求？在近期結(jié)束的CIOE中國(guó)光博會(huì)線上微課堂活動(dòng)中，Bosch Sensortec中國(guó)區(qū)市場(chǎng)及業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)劉天牧以消費(fèi)電子端具體創(chuàng)新應(yīng)用，介紹了AI賦能傳感器的神奇力量。

Bosch Sensortec的傳感智能化之路

無(wú)論是傳感解決方案還是消費(fèi)電子終端產(chǎn)品，對(duì)于智能化的渴求都長(zhǎng)期存在。從博世的傳感器智能化進(jìn)程來(lái)看，最初只具有基本讀取功能，到2012年左右，博世利用軟件和高級(jí)算法實(shí)現(xiàn)部分定制化應(yīng)用，自此，博世傳感器有了對(duì)于特定應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行評(píng)估的能力。

至今，作為MEMS傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先廠商，Bosch Sensortec持續(xù)引領(lǐng)傳感器技術(shù)的創(chuàng)新。從對(duì)于高性能、小尺寸、低功耗等方面極致體驗(yàn)的追求到利用人工智能賦能傳感解決方案，博世傳感器的智能化道路再一次得以突破。2020年，Bosch Sensortec推出了首款集成AI，可用于健身追蹤的運(yùn)動(dòng)傳感器，這款產(chǎn)品除了承襲了傳統(tǒng)傳感器的尺寸性能優(yōu)勢(shì)，更是在自學(xué)習(xí)和算法方面有突出表現(xiàn)，為更多創(chuàng)新應(yīng)用提供了可能。

Bosch Sensortec的里程碑

AI讓傳感器更聰明

Bosch Sensortec擁有先進(jìn)的產(chǎn)品組合，包括運(yùn)動(dòng)傳感器、環(huán)境傳感器、智能傳感器和光學(xué)傳感器，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板、可穿戴及耳穿戴設(shè)備、智能家居等消費(fèi)電子領(lǐng)域。構(gòu)筑起B(yǎng)osch Sensortec技術(shù)護(hù)城河的不僅有技術(shù)創(chuàng)新的硬核能力，還有致力于幫助客戶提升用戶體驗(yàn)的理念。尤其是在運(yùn)動(dòng)傳感器領(lǐng)域，得益于過(guò)硬的技術(shù)實(shí)力與產(chǎn)品布局，Bosch Sensortec始終處于遙遙領(lǐng)先地位。

接下來(lái)，讓我們通過(guò)一款在運(yùn)動(dòng)健身領(lǐng)域大放光彩的智能傳感器BHI260AP，來(lái)看下傳感器如何提升人們的運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。

全民運(yùn)動(dòng)健身時(shí)代，個(gè)人健身用戶和傳統(tǒng)追蹤系統(tǒng)面臨著以下挑戰(zhàn)，包括對(duì)于不同種類(lèi)運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確判斷和轉(zhuǎn)換、用戶健身狀態(tài)和姿勢(shì)規(guī)范程度識(shí)別等。

個(gè)人運(yùn)動(dòng)健身領(lǐng)域用戶痛點(diǎn)

針對(duì)這些問(wèn)題，可穿戴設(shè)備廠商紛紛加入AI健身作為產(chǎn)品差異化定位。Bosch Sensortec給出了人工智能賦能下的傳感解決方案，具體而言，將AI傳感器集成在智能手表中，通過(guò)自學(xué)習(xí)功能認(rèn)識(shí)用戶的每一個(gè)動(dòng)作，以便后續(xù)更好地記錄和追蹤，并為其提供定制化服務(wù)。

“我們事先在智能手表中植入一些AI算法，它可以識(shí)別用戶的動(dòng)作如開(kāi)合跳、舉啞鈴等。運(yùn)動(dòng)種類(lèi)的可擴(kuò)展性也是我們關(guān)注的重點(diǎn)，該傳感器支持用戶自定義動(dòng)作，就像視頻中用戶在器械上做了幾組滑雪動(dòng)作后，智能手表中可以記住這個(gè)動(dòng)作，并將它保存起來(lái)，這樣用戶下一次再做同樣動(dòng)作的時(shí)候，智能手表可以識(shí)別出這是滑雪動(dòng)作。”劉天牧對(duì)于該傳感器應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)追蹤案例進(jìn)行了詳細(xì)解釋。

對(duì)于關(guān)注AI與傳感器的用戶來(lái)說(shuō)，BME688剛推出的時(shí)候也是拉滿工程師的期待值。這是Bosch Sensortec發(fā)布的一款將氣體、濕度、溫度和氣壓傳感與創(chuàng)新人工智能功能結(jié)合的空氣質(zhì)量MEMS傳感器。

在硬件方面，集成了氣體、濕度、溫度和氣壓傳感監(jiān)測(cè)模塊，四合一MEMS傳感器采用緊湊封裝，其高集成度為空間狹小的應(yīng)用提供了更好的體驗(yàn)。

軟件方面，Bosch Sensortec提供AI studio軟件包，傳感器的人工智能功能和全新的BME AI-Studio軟件工具相結(jié)合，讓客戶可以直接針對(duì)自己的特定用例快速開(kāi)發(fā)定制解決方案。

BME688的創(chuàng)新應(yīng)用包括：

森林火災(zāi)預(yù)警：環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新公司DryadNetworks的超早期野火探測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)Silvanet，可以在60分鐘內(nèi)監(jiān)測(cè)到野火，該解決方案的氣體傳感器模塊就是BME688。

冰箱內(nèi)食物新鮮程度判斷：食物變質(zhì)的元兇是細(xì)菌/微生物，這些細(xì)菌會(huì)將食物中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等分解成VSCs（volatilesulfurcompounds，揮發(fā)性硫化物）。而氣體傳感器，如BME688即可以通過(guò)對(duì)于VSCs的測(cè)量，輔助判斷冰箱中食物的變質(zhì)情況。

智能尿不濕：智能尿布中的傳感器主要測(cè)量的指標(biāo)是溫度、濕度、氣體和壓力，集成式環(huán)境傳感器BME688可以測(cè)量這些參數(shù)，為何時(shí)換尿布給出數(shù)據(jù)參考。

該傳感器非常適合搶灘新興應(yīng)用市場(chǎng)的設(shè)備廠商，其高集成度和完備的軟件包，可以讓設(shè)備廠商“輕裝上陣”。更多BME688創(chuàng)新應(yīng)用和相關(guān)參數(shù)，點(diǎn)擊此處查看。

以上這些創(chuàng)新應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，是由高精度的傳感器結(jié)合聰明的AI算法共同完成的。而博世將人工智能邊緣化，數(shù)據(jù)保護(hù)，性能提升更上一層樓。

劉天牧指出：“邊緣AI可以實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，由于數(shù)據(jù)處理更靠近源頭，可縮短延時(shí)，使應(yīng)用程序的運(yùn)行更高效；物聯(lián)網(wǎng)的原始數(shù)據(jù)涉及到個(gè)人隱私，傳統(tǒng)的云計(jì)算模式需要將原始數(shù)據(jù)上傳至云計(jì)算中心，用戶隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)較高，而邊緣AI是本地、實(shí)時(shí)反饋，相對(duì)更加安全，功耗也比較低?！?/p>

劉天牧在本次直播中，還重點(diǎn)提到了Bosch Sensortec最新推出的拳頭產(chǎn)品——?dú)鈮簜鞲衅鰾MP581，它是健身追蹤、跌倒檢測(cè)、室內(nèi)定位和導(dǎo)航等應(yīng)用的理想之選。

由于該傳感器可以監(jiān)測(cè)到厘米級(jí)別的高度變化，對(duì)于一些有小幅高度變化的運(yùn)動(dòng)，如俯臥撐，仰臥起坐，拉單杠等，BMP581都可以精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)情況。在室內(nèi)導(dǎo)航中的應(yīng)用也是BMP581的強(qiáng)項(xiàng)，在導(dǎo)航信號(hào)較弱的室內(nèi)，氣壓傳感器可以準(zhǔn)確判斷所在的高度/樓層信息，從而準(zhǔn)確定位。點(diǎn)擊了解BMP581更多信息。

直播結(jié)束后，愛(ài)學(xué)習(xí)的行業(yè)工程師、觀眾們積極與Bosch Sensortec專(zhuān)家交流，小編整理出一些經(jīng)典問(wèn)答供大家參考。

Q&A：專(zhuān)家互動(dòng)問(wèn)答

Q：如果博世要做一個(gè)新領(lǐng)域的傳感器，要具備哪些因素和條件呢？

A：博世的slogan是Invented for life—科技成就生活之美。所以我們研發(fā)新技術(shù)新產(chǎn)品的出發(fā)點(diǎn)都是希望能夠豐富大家的生活，解決大家的問(wèn)題，給大家?guī)?lái)便利以及樂(lè)趣。同時(shí)也希望這項(xiàng)技術(shù)或產(chǎn)品既能夠符合博世的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也能引領(lǐng)行業(yè)趨勢(shì)。比如最近博世宣布收購(gòu)了一家初創(chuàng)公司，是用MEMS技術(shù)來(lái)做微型揚(yáng)聲器，雙方合作之下有望在很大程度上提升傳統(tǒng)speaker的精度性能等。

Q：氣壓計(jì)檢測(cè)手機(jī)跌落的狀態(tài)相比于A+G檢測(cè)的方案有什么優(yōu)勢(shì)呢？

A：用氣壓計(jì)檢測(cè)fall down可以解決漏報(bào)的問(wèn)題，成功的概率會(huì)大大增加。自由落體跌落一般用慣性器件，在筆記本硬盤(pán)中常用。但如果是直接掉入水中，增加一個(gè)壓力傳感器可以很好的分辨出該場(chǎng)景，并輔助實(shí)現(xiàn)手機(jī)入水自動(dòng)關(guān)機(jī)等功能。

Q：目前來(lái)說(shuō)，MEMS傳感器在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用集中在哪類(lèi)產(chǎn)品上？

A：MEMS傳感器在消費(fèi)電子方面應(yīng)用非常廣泛。比如課程中提到的手機(jī)、平板、電腦、穿戴（包括智能手表、TWS耳機(jī)等），還有現(xiàn)在非常火的AR/VR、無(wú)人機(jī)、包括掃地機(jī)器人在內(nèi)的各種機(jī)器人，以及在智能家居里的各種應(yīng)用，比如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等等，同時(shí)在游戲機(jī)等各種領(lǐng)域也都有應(yīng)用。

Q：請(qǐng)問(wèn)無(wú)論是對(duì)博世而言還是對(duì)整個(gè)行業(yè)而言，MEMS傳感器比較創(chuàng)新的應(yīng)用有哪些？

A：有傳統(tǒng)的MEMS sensor硬件端的創(chuàng)新，比如用MEMS技術(shù)做microspeaker，這對(duì)傳統(tǒng)的speaker有很大的提升。另外從軟件端的創(chuàng)新來(lái)說(shuō)，比如課程中分享的重要話題——人工智能，尤其是邊緣人工智能在傳感器里面的應(yīng)用，例如對(duì)姿勢(shì)的訓(xùn)練識(shí)別和個(gè)性化定制服務(wù)等，有非常廣闊的應(yīng)用前景。

Q：MEMS傳感器過(guò)超聲波會(huì)失效嗎？針對(duì)超聲波會(huì)影響傳感器，是否有改善方法？

A：超聲波確實(shí)會(huì)對(duì)傳感器造成一定的干擾，甚至損壞，主要是超聲發(fā)聲裝置的振動(dòng)頻率有可能會(huì)對(duì)傳感器內(nèi)部微機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常變大。解決方案一般有：1、避開(kāi)MEMS本體的振動(dòng)和共振頻率；2、增加超聲設(shè)備和傳感器的距離，以及改變聲波傳播方向。

Q：請(qǐng)問(wèn)MEMS壓力傳感器封裝鍍膜技術(shù)有些什么新變化？

A：一般是用于半導(dǎo)體方面的鍍膜技術(shù)，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的是原子層沉積技術(shù)(ALD)和等離子增強(qiáng)技術(shù)(CVD)，另外，還原氧化物石墨烯技術(shù)的應(yīng)該是一個(gè)比較新的方向。其中ALD主要用在MEMS制造過(guò)程中的膜沉積階段，進(jìn)行納米等級(jí)的成膜控制等。

Q：請(qǐng)問(wèn)博世如何看待用硅光工藝和光波導(dǎo)等器件，以光信號(hào)處理為基礎(chǔ)制備的MEMS器件的應(yīng)用和市場(chǎng)呢？

A：MEMS傳感器在光領(lǐng)域現(xiàn)在及未來(lái)都有很多應(yīng)用場(chǎng)景，比如AR眼鏡。博世在這方面也有多年的技術(shù)積累，不遠(yuǎn)的未來(lái)會(huì)推出相關(guān)顛覆性技術(shù)和產(chǎn)品，還請(qǐng)多關(guān)注。

Bosch Sensortec

Bosch Sensortec GmbH是羅伯特·博世有限責(zé)任公司（Robert Bosch GmbH）的全資子公司，為智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并提供定制MEMS傳感器與解決方案。產(chǎn)品組合包括3軸加速度計(jì)、陀螺儀和地磁傳感器、集成6軸和9軸傳感器、環(huán)境傳感器，以及全面的軟件組合。自2005年成立起，Bosch Sensortec已成為上述市場(chǎng)的MEMS技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)。

博世公司自1995年至今一直是MEMS傳感器領(lǐng)域的先鋒與全球市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，至今所銷(xiāo)售的MEMS傳感器數(shù)量已超過(guò)150億。

原文標(biāo)題：直播回顧丨AI與傳感器雙向奔赴，助力消費(fèi)電子推動(dòng)智享生活

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審核編輯：湯梓紅