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在刚刚落下帷幕的2018年慕尼黑上海電(diàn)子展上,全球领先的MEMS传感器供应商(shāng)Bosch Sensortec面向中國(guó)市场正式发布三款重磅产品,其中包括兼具低功耗和高性能(néng)完美适用(yòng)于可(kě)穿戴设备的加速度计BMA400、适用(yòng)于AR/VR的高性能(néng)惯性测量单元(IMU)BMI085和用(yòng)于物(wù)联网中虚拟用(yòng)户界面的交互式投影模块。
会上,Bosch Sensortec亚太區(qū)总裁Leopold Beer先生和MEMS产品领域全球负责人Ralf Schellin先生向筆(bǐ)者介绍了近年来博世的发展情况,三款全新(xīn)产品,以及在博世的理(lǐ)解中,什么样的芯能(néng)够带领我们走进未来的智能(néng)世界。
智能(néng)时代的传感器
作為(wèi)物(wù)理(lǐ)世界和数字世界之间的接口,传感器和换能(néng)器已经从技术上的波澜不惊转变成為(wèi)汽車(chē)安全、安防、医疗保健、物(wù)联网(IoT)和人工智能(néng)(AI)等应用(yòng)赋能(néng)的前沿技术。
因此,它们在尺寸、功耗和灵敏度等基本物(wù)理(lǐ)和電(diàn)气性能(néng)方面经历了革命性改变,同时引发了传感器集成方面的新(xīn)思想——范围从传感器融合到应用(yòng)在类似雾计算的架构中的基于AI的传感器处理(lǐ)算法的生成。
Bosch Sensortec亚太區(qū)总裁Leopold Beer表示:“全球MEMS市场目前大概有(yǒu)50亿美元规模,主要应用(yòng)于除了汽車(chē)之外,还有(yǒu)手机、消费类、工业等领域。目前智能(néng)手机中用(yòng)到了大量传感器如陀螺仪、压力传感器、温湿度传感器等,但是未来MEMS传感器增長(cháng)的方向不止是手机,其他(tā)消费领域如可(kě)穿戴设备、AR/VR、智能(néng)眼镜等领域也是博世未来重点的投资方向。”
為(wèi)了适应这一发展,博世近年来也飞速发展,据了解,2017年,博世共拥有(yǒu)40万员工,遍布60多(duō)个不同的國(guó)家,分(fēn)属在四大不同的事业部,分(fēn)别為(wèi)汽車(chē)以及智能(néng)交通技术部门,工业技术、能(néng)源建筑以及消费品。
在Leopold Beer看来,即便是在消费電(diàn)子市场,博世也是全球最大的MEMS传感器提供厂商(shāng)。他(tā)表示,博世已经准备好在多(duō)个领域里扩展产品应用(yòng),為(wèi)使用(yòng)设计者提供更合适的解决方案。
“2007年,智能(néng)手机大量发力,传感器已经遍布到所有(yǒu)的手机当中,从一开始的加速度传感器到陀螺仪、压力传感器、湿度温度传感器都是博世成長(cháng)主要的因素。但是我们看到未来的方向不只是手机,消费类電(diàn)子设备,包括AR、VR、智能(néng)眼镜、智能(néng)工业技术、机器人,未来会有(yǒu)很(hěn)多(duō)不同的发展方向,这些方向都需要更好的解决方案甚至是系统级的准备,博世未来会针对这些去做更多(duō)的投资。”Leopold Beer强调。
那么博世在产品方面又(yòu)是如何践行自己的诺言的呢(ne)?
BMA400:克服可(kě)穿戴设计痛点
2017年可(kě)穿戴市场出现了许多(duō)令人兴奋的产品如新(xīn)型智能(néng)手表、科(kē)技型服装以及健身活动追踪器。
IDC公布的有(yǒu)关全球可(kě)穿戴设备的调查报告显示,2017年可(kě)穿戴设备的出货量达11540万台,比2016年的10460万台增加了10.3%。整个可(kě)穿戴设备市场的出货量将从今年的1.132亿件增加到2021年的约2.223亿件。
但是,随着智能(néng)手机的尺寸和重量不断增加,用(yòng)户运动时携带非常不便,更小(xiǎo)尺寸的集成了运动检测性能(néng)的可(kě)穿戴设备应用(yòng)而生。
由于“永不断讯”功能(néng)的要求,可(kě)穿戴设备需要频繁充電(diàn),这就需要一个低功耗的解决方案让電(diàn)池续航能(néng)力更强。
同时,為(wèi)了更好的适应消费者的需求,手环的功能(néng)也在不断丰富,除了计步功能(néng),还增加了时尚和设计的元素。
此外,可(kě)穿戴设备也会衍生出更多(duō)元化的产品,包括手表、耳环到珠宝、服饰等。
為(wèi)了满足可(kě)穿戴设备提出的需求,BMA400应运而生。
据介绍,这款加速度传感器所需耗電(diàn)量仅為(wèi)现有(yǒu)加速度计的十分(fēn)之一,内置的计数器功耗仅有(yǒu)4μA,而且还内置了一个智能(néng)電(diàn)源管理(lǐ)系统,可(kě)以根据使用(yòng)环境的变化启动到不同的模式,整體(tǐ)功耗将得到很(hěn)好的控制,能(néng)前所未有(yǒu)的延長(cháng)可(kě)穿戴设备(如健身带、智能(néng)服装、腕表和活动追踪器)所配電(diàn)池的使用(yòng)寿命。
Ralf Schellin表示,“BMA400的整體(tǐ)功耗与一般现有(yǒu)的加速度传感器相比,只需要10个百分(fēn)点的功耗,相当于以前在智能(néng)手表一天充電(diàn)一次的情况下,现在只要10天充電(diàn)一次,大大改变了使用(yòng)者的使用(yòng)习惯。”
通常加速度计的低功耗和高性能(néng)不可(kě)兼得,而BMA400在设计时已经同时把这两个要求设计在产品中。
BMA400是专门為(wèi)可(kě)穿戴设备设计的目前為(wèi)止无可(kě)比拟的产品,除了兼具低功耗和高性能(néng)的特点,它的體(tǐ)积只有(yǒu)2.0 x 2.0 x 0.95mm³,可(kě)以设计到很(hěn)微小(xiǎo)的手表、耳环甚至眼镜当中,得益于其紧凑型的封装,BMA400可(kě)以被集成至其他(tā)可(kě)穿戴设备中,助力含有(yǒu)时尚元素的可(kě)穿戴设备的推广。
此外,除了用(yòng)于可(kě)穿戴设备,BMA400独一无二的超低功耗和高性能(néng)的结合,还能(néng)激发开发者设计出更多(duō)IoT相关的应用(yòng),甚至养殖业、桥梁震动检测等无法经常更换電(diàn)池的IoT应用(yòng)场景。
BMI085:进军AR/VR高端市场
增强现实(AR)和虚拟现实(VR)是一个多(duō)年来一直持续发展的市场。虽然必要的技术已稳步推进,但乏善可(kě)陈的用(yòng)户體(tǐ)验阻碍了其推广,例如较為(wèi)严重的延迟、不稳定性和噪音会造成眩晕,进而导致恶心和其他(tā)各种令用(yòng)户感到不适的症状。
即使如此,各知名品牌的AR/VR产品仍然争相上市,使得该领域的前景开始呈现动态发展。
据Digitimes Research预计,从2017年到2022年AR与VR头戴式设备的全球出货量年均复合增長(cháng)率将达到41.6%,更高端的AR/VR设备的销量是这片市场能(néng)不能(néng)进一步扩大的关键。
Ralf Schellin指出:“低价位的头戴式显示器未来两年会获得更多(duō)的市场份额,但是我们可(kě)以看到更多(duō)的独立式的高性能(néng)头盔会長(cháng)期获得市场的份额,AR、VR的应用(yòng)也会快速增長(cháng)。”
“作為(wèi)BMI055的下一代产品,BMI085是一款专為(wèi)虚拟和增强现实应用(yòng)而设计的高性能(néng)惯性测量单元。主要诉求是高性能(néng)的表现,专门针对于AR、VR做了数据上的优化。”Ralf Schellin表示。
“高性能(néng)增强现实/虚拟现实应用(yòng)需要极其敏感、精确、坚固和响应迅速的运动传感器。借助博世BMI085,用(yòng)户可(kě)以在令人兴奋的虚拟和增强现实世界中享受更逼真和愉快的體(tǐ)验,而不会产生负面的身體(tǐ)反应。”
交互投影模块将IoT应用(yòng)推向更高水平
世界上传感器、设备和物(wù)联网应用(yòng)比比皆是,但我们坚信,我们与技术交互的方式正在经历一场沉默的革命。在即将到来的十年中,我们预见到交互式激光投影将从根本上改变我们现在的用(yòng)户界面概念,以及我们与世界展开技术交互的方式。令人兴奋的是,交互式投影现在已经不仅仅出现在電(diàn)影屏幕中。
Leopold Beer表示,智能(néng)手机的触控屏给消费者创造了一种非常有(yǒu)创造性的交互方式,但是同时也限制了我们的交互方式。因為(wèi)不管干什么我们都需要在一个屏幕上去操作。
“我们需要一个具有(yǒu)魔力的显示与交互方式。”Ralf Schellin说道。基于这种考虑,博世Sensortec推出了交互投影模块,该产品具有(yǒu)四大特点:
1、采用(yòng)RGB激光作為(wèi)投射光源。向不同距离的物(wù)體(tǐ)进行投射时,可(kě)自动对焦,即画面永遠(yuǎn)都是清晰的。此外,同样得益于激光光源,BLM050还可(kě)以向曲面等非平面物(wù)體(tǐ)上投射画面。
2、可(kě)以在投射的画面上进行触控操作。通过在光源上加入红外光源,再整合一个感应反射光的传感器,就可(kě)以检测用(yòng)户手指是在触碰画面的哪一个部分(fēn),进而让用(yòng)户可(kě)以在投射的画面上完成触控操作。
3、體(tǐ)积小(xiǎo),易于集成。BML050采用(yòng)了两个非常小(xiǎo)的MEMS镜片,其整个體(tǐ)积非常小(xiǎo),可(kě)以集成到平板電(diàn)脑、机器人甚至是可(kě)穿戴设备上面。
4、能(néng)耗较低。据博世方面介绍,BML050的MEMS微镜能(néng)耗很(hěn)低,最主要的能(néng)耗主要产生自激光光源,设备制造商(shāng)可(kě)以根据自身产品的实际情况选择不同流明(亮度)的激光源来控制能(néng)耗。
“交互式投影模块體(tǐ)积小(xiǎo),解决了显示屏大的痛点。且具有(yǒu)超低功耗性能(néng),界面在投影的时候移动,不投影时不需要移动。交互式投影模块可(kě)通过MOEMS技术实现免对焦激光投影,并可(kě)灵活地将任何表面转变為(wèi)尤為(wèi)直观和具有(yǒu)视觉吸引力的虚拟用(yòng)户界面(UI),非常适合与家用(yòng)電(diàn)器、智能(néng)扬声器、增强现实眼镜、可(kě)穿戴设备等配合使用(yòng)。”Leopold Beer表示。
Bosch Sensortec交互式投影模块的出现,有(yǒu)望推动物(wù)联网各细分(fēn)领域的应用(yòng)达到更高水平。Leopold Beer非常看好交互投影应用(yòng)的发展, “未来使用(yòng)场景将会越来越多(duō),更多(duō)的使用(yòng)者将会接受它的价值。三年以后,可(kě)能(néng)会迎来一个大量爆发期。”