Un sistema de radar inteligente para el reconocimiento de gestos scaled

Un sistema de radar inteligente para el reconocimiento de gestos y la monitorización sin contacto de los signos vitales. – Calendae

Hola, un placer verte por aquí. Yo soy Jordi Oriol y en el día de hoy vamos a hablar sobre Un sistema de radar inteligente para el reconocimiento de gestos y la monitorización sin contacto de los signos vitales. – Calendae

Imec agrega el aprendizaje automático a su tecnología de radar de 140 GHz para permitir interacciones intuitivas entre humanos y máquinas

Esta semana, a las FutureSummits 2019, imec, un centro de investigación e innovación líder en el mundo en nanoelectrónica y tecnologías digitales, cuenta con un sistema de radar compacto de alta sensibilidad MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) de 140 GHz. La configuración MIMO se demuestra para el reconocimiento de gestos, lo que admite interacciones intuitivas entre humanos y máquinas. Además, la resolución ultrafina de este radar permite la detección de movimientos de micro-piel relacionados con los signos vitales que sirven a aplicaciones como la monitorización del conductor sin contacto o la monitorización del paciente.

Los principales elementos diferenciadores del sistema prototipo de radar en chip de 140 GHz de imec son su pequeño tamaño y alto rendimiento de radar, en términos de resolución y sensibilidad al movimiento. El radar funciona con un alcance de hasta 10 m, con una resolución de 15 mm y 10 GHz de ancho de banda de RF. Se incorporan múltiples rutas de antena para permitir una configuración completa (virtual) 1 × 4 MIMO para lograr la separación angular del objetivo. El chip transceptor cuenta con antenas en chip y está integrado en la tecnología CMOS a granel de 28 nm, lo que proporciona una solución de bajo costo para la fabricación de grandes volúmenes. Estas propiedades hacen que el sistema de radar sea particularmente atractivo para aplicaciones en las que la detección de pequeños movimientos de alta precisión es fundamental.

Al agregar capacidades de aprendizaje automático, imec ahora ha demostrado la viabilidad del radar para detectar y clasificar pequeños movimientos basados ​​en información Doppler.

«Esto abre nuevas oportunidades, por ejemplo, al permitir el reconocimiento de gestos para interacciones intuitivas hombre-máquina», añade. Barend van Liempd, director de investigación y desarrollo de imec. “Piense en el espacio AR / VR, donde el nuevo radar puede admitir una interacción intuitiva con objetos virtuales. El reconocimiento de gestos también puede permitir el control intuitivo de dispositivos, complementando interfaces existentes como el control por voz o las pantallas táctiles inteligentes «.

Al ser insensible a las condiciones de iluminación y preservar la privacidad (un radar hasta ahora no puede reconocer a los humanos), una solución de radar tiene ventajas particulares sobre otros tipos de sensores de movimiento, como las cámaras infrarrojas basadas en el tiempo. vuelo. Además, al ser extremadamente compacto, el sistema de radar de 140 GHz de imec se puede integrar de forma invisible en casi cualquier dispositivo, como una computadora portátil, un teléfono inteligente o un bisel de pantalla.

Imec desarrolló un algoritmo de aprendizaje automático específico basado en una red neuronal multicapa que incluye un nivel LSTM y utiliza el aprendizaje supervisado para entrenar el modelo de inferencia mediante grabaciones etiquetadas internamente de más de 25 personas, incluidas varias adquisiciones para cada uno de los 7 gestos diferentes . En comparación con el conjunto de datos experimentales, el modelo clasifica los 7 gestos registrados y predice el gesto correcto al menos el 94% del tiempo.

Además de los gestos, los signos vitales también se pueden medir con una precisión muy alta gracias a la alta radiofrecuencia. Por lo tanto, el radar es un candidato excelente para los sistemas de monitoreo de signos vitales en el automóvil, para permitir el monitoreo sin contacto del estado del conductor, por ejemplo, para detectar que se queda dormido, niveles anormales de estrés o posiblemente para prevenir accidentes debido a peligros para el conductor. salud aguda, por ejemplo ataques cardíacos o epilepsia. Otra posible aplicación es monitorear a los niños pequeños mediante la detección de movimiento y signos vitales, incluso cuando el bebé está cubierto por una manta y durmiendo, por ejemplo, para proporcionar una alerta en caso de que un niño se quede involuntariamente en un vehículo. .

Para aumentar la riqueza de datos e información espacial, imec está construyendo actualmente un sistema de radar MIMO 4 × 4, para lo cual se está desarrollando una nueva generación de chips de radar, incorporando TX y RX como chips separados. Esto permitirá una mayor flexibilidad en la distribución de los elementos de la matriz MIMO en el área disponible. También examinará si se puede aumentar la funcionalidad de los chips de radar independientes para permitir sistemas MIMO con conjuntos de chips aún más grandes.

Imec’s 140 GHz radar fue desarrollado en su programa colaborativo de investigación y desarrollo de innovación abierta en tecnología de radar. Las empresas interesadas pueden participar en el programa, o en un proyecto bilateral de investigación y desarrollo, o licenciar los componentes básicos de la tecnología.

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