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传感器和AI相结合,ST智能传感器助力未来可持续的虚实交融生活

[导读]时间来到2023年,ST在中国召开了其首届传感器大会,支持本地端的AI计算的智能传感器成为了本次大会的焦点。在开幕演讲上,意法半导体副总裁·中国区总经理曹志平表示,我们的生活经历了从off-line到on-line的变革,以及从on-line到on-life发展,目前迈入Sustainable Onlife阶段,具备AI能力的传感器将会是构建永久在线的、虚拟交融的可持续生活的关键。


2019年ST就推出了集成自家ML内核的传感器,这在当时确实是业界首款。而这款产品并不是ST的浅尝辄止,而是开启了其在AI传感器上的完整生态布局。


时间来到2023年,ST在中国召开了其首届传感器大会,支持本地端的AI计算的智能传感器成为了本次大会的焦点。在开幕演讲上,意法半导体副总裁·中国区总经理曹志平表示,我们的生活经历了从off-line到on-line的变革,以及从on-line到on-life发展,目前迈入Sustainable Onlife阶段,具备AI能力的传感器将会是构建永久在线的、虚拟交融的可持续生活的关键。


智能传感器要具备多强的计算能力,才能实现端侧AI应用?传感器和MCU/SoC之间又该如何分配数据的处理任务?带着这些问题我们有幸采访到了ST的诸多高层。


智能传感器布局:从MLC进化到ISPU

“智能传感器必须要能够实现独立的决策——通过它收集到的一些数据,能够不依赖微控制器(不管是节点级别的次微控制器,还是主SOC)独立做出决策。”意法半导体亚太区模拟器件、M执行机构。在这其中,复杂的数据运算可能需要上传到云端进行处理和记录。


而在传感器峰会上,我们听到了一个更新的产品类型叫做——ISPU,即Intelligent Sensor Processing Unit。据了解,ISPU其实是早在2022年初就已经发布,这是一款内置了DSP的IMU产品,ISPU是集成在传感器的ASIC中的一个专门用于机器学习和处理器的DSP,可采用专用指令集进行编程,能够运行1位NN精度的AI算法。Davide表示,ISPU能够在边缘自动分析处理数据,并根据特定应用的需求,采取干预行为,并确保所需的精确度,从而让终端应用变得更为丰富。而这一理念可以从IMU延伸到ST所有类型的MEMS和imaging传感器当中。


此外,数据分区处理还可以提高安全等级。因为通过传感器所收集到的大部分数据都是原始数据,如果采用传统意义的传感器,这些数据可能会放到云端,或者是放到应用端去进行处理。因此,这些数据如果保护不好,就会出现外泄并为第三方所获取。但如果传感器本身就能够实现对数据的一些处理的话,它就帮助降低了数据外泄的可能性。


据了解,vAFE提供的信号和运动传感器的信号本质上是同步的,所以可以在传感器的边缘完成独特的上下文感知分析,从而实现低功耗和最小可能的延迟。这也同样契合ST的智能传感器的概念。集成了vAFE的产品,在体积上更具优势,非常适用于TWS耳机等可穿戴设备的应用。


传感器融合的技术和强大的AI算力结合,能够赋能诸多的新兴终端产品形态。例如针对折叠屏手机,ST就将陀螺仪和加速度计的数据相结合,然后在传感器的算法中进行融合,进而可以持续跟踪精确的屏幕开合角度、速度和位移等信息的判断。这一专利技术基于LID系列的产品,因此被称为LID角度解决方案。


Francesco表示,ST在三年前就已经开始投入在这一专利技术的研发中,目前已经进一步推出了新的传感器产品,可以支持多屏和折叠屏上的数据的传感收集和处理。


同时Francesco也表示,多传感器融合的超级传感器可以适用于多种新兴的应用,这不仅包括折叠屏手机,也包括新一代笔记本电脑等。而在XR设备上,超级传感器可以为用户呈现出一些混合现实的影像和效果;而在汽车应用上,这一技术也早就广泛使用,通过多个高精度传感器的数据进行融合,从而形成超级传感器来进一步赋能ADAS的性能。


结语

此次在北京召开的ST传感器峰会,是ST首次在中国召开的、以传感器为主题的大型峰会活动。而我们透过ST的分享,观察到了传感器技术的趋势变化。传感器已经不再是单纯的一个感知器件,而是在追求精准感知的基础上,延展出更多的和AI相关的计算、融合的功能。在端侧AI的浪潮中,传感器在系统优化层面上,可以提供更多的数据处理的价值,助力未来真正的“可持续的、虚实交融的生活”。


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