傳感器融合技術(shù)&機(jī)器學(xué)習(xí)可模仿人腦思考

 自從傳感器(sensor)及傳感器融合(sensor fusion)技術(shù)被廣泛運(yùn)用在手機(jī)等電子產(chǎn)品后，大幅提升消費(fèi)者使用體驗(yàn)。目前隨著用戶對裝置偵測環(huán)境的要求不斷提高，傳感器被賦予的任務(wù)也更加復(fù)雜，許多廠商也于是開始開發(fā)產(chǎn)品，來滿足消費(fèi)者需求。

據(jù)Electronics360網(wǎng)站報導(dǎo)，MEMS Industry Group(MIG)策略長表示，由于單一傳感器只能提供有限數(shù)據(jù)，若將多種傳感器結(jié)合，將可獲得更全面的體驗(yàn)。

分析師也指出，傳感器融合技術(shù)目前已大幅提升，但仍屬于開發(fā)初期階段，而且隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、移動及穿戴式技術(shù)成熟，電子裝置設(shè)計(jì)師也打算將傳感器融合進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)光大，于是新的挑戰(zhàn)開始出現(xiàn)。

首先便是融入更多感知功能。一般人談到加速計(jì)或陀螺儀等動作傳感器時，都會想到傳感器融合技術(shù)，但若將后者視為管理所有感測結(jié)果的軟體，其可發(fā)揮的功用將更多元。

Audience公司商業(yè)開發(fā)主管指出，目前濕度、光線、光學(xué)距離、超音波與氣體等傳感器或多光譜攝影機(jī)(multispectral camera)都已出現(xiàn)，開發(fā)人員必須先了解其所提供的訊息為何，以及思考如何將其轉(zhuǎn)換為有價值的資訊。

目前傳感器融合技術(shù)在智能家庭與工業(yè)應(yīng)用程式最有趣的應(yīng)用例子，便是存在偵測(presence detection)，也就是能正確判斷用戶是否正走向裝置并能自動啟動回應(yīng)。

另外，微控制器大廠Atmel資深副總表示，從單純功能角度來看，語音喚醒、情境感知(context awareness)與位置相關(guān)的功能也開始越加重要。

除了應(yīng)付其他新的傳感器外，開發(fā)人員也必須在降低耗能與讓裝置隨時待命之間取得平衡，以便滿足消費(fèi)者希望裝置能偵測環(huán)境的要求。對此，設(shè)計(jì)人員則開始以多處理器整合，來解決這項(xiàng)難題。

目前為了讓裝置功耗更具效率，系統(tǒng)開發(fā)人員必須限制顯示器、應(yīng)用處理器、無線及GPS執(zhí)行的時間，只讓特殊傳感器維持隨時運(yùn)作狀態(tài)，例如可透過傳感器中樞處理傳感器數(shù)據(jù)。甚至部分系統(tǒng)開發(fā)人員更進(jìn)一步增加中央處理器(CPU)來處理特定種類傳感器數(shù)據(jù)。

InvenSense產(chǎn)品行銷主管指出，縮短數(shù)據(jù)處理的流程將代表越節(jié)省電力消耗，這也是最具功耗效率的架構(gòu)。舉例像是InvenSense的ICM-30630，該產(chǎn)品包括1個ARM Cortex-M0微控制器與低功耗DMP3及DMP4數(shù)位運(yùn)動處理(Digital Motion Processor)，DMP3可卸載所有動作處理任務(wù)，DMP4則卸載運(yùn)算密集的任務(wù)。

由于ICM-30630可透過即時作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行感測管理工作，并支援處理內(nèi)來自6軸陀螺儀、加速計(jì)與外部傳感器的數(shù)據(jù)，因此，可保持隨時運(yùn)作狀態(tài)并可提供客戶客制軟體功能。

另外，Audience推出的N100多傳感器處理器則結(jié)合MotionQ與VoiceQ技術(shù)。其中MotionQ設(shè)計(jì)在低功耗動作處理器MQQ100旁邊，可執(zhí)行手勢與情境感知功能。

VoiceQ則包括eS700系列處理器與隨時偵測語音的偵測器，一旦偵測到語音，便開始進(jìn)行比對及準(zhǔn)備啟動，而過程中，除N100處理器與數(shù)位麥克風(fēng)外，所有元件都保持在睡眠狀態(tài)。

隨著開發(fā)人員將傳感器融合技術(shù)優(yōu)點(diǎn)與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合，可開發(fā)出模仿人腦思考模式的功能，并讓傳感器融合技術(shù)逐步改變。飛思卡爾(Freescale Semiconductor)日前也指出，傳感器融合將可進(jìn)一步開發(fā)出可偵測心理狀態(tài)的傳感器，進(jìn)而開發(fā)出可觀察情緒的服務(wù)。

飛思卡爾代表指出，隨著傳感器數(shù)據(jù)分析進(jìn)步，將帶動新一代智能裝置及家電問世，而借由即時數(shù)據(jù)可提升業(yè)者效率，遠(yuǎn)端情緒運(yùn)算則可提升用戶介面使用體驗(yàn)。