سنسورهای MEMS به عنوان باعث و بانی تغییر

اینترنت اشیا (‏IoT) ‏در حال تغییر روش تعامل ما با دنیای اطرافمان است. همه کس و همه چیز متصل هستند و به زودی با یکدیگر متعامل خواهند شد. سیستم‌ها و سنسورهای میکروالکترومکانیکی (‏ MEMS )‏ کار ضروری‌ای را در جمع‌آوری، نظارت و تجزیه و تحلیل داده‌ها، اغلب بصورت زمان حقیقی، در اختیار دارند. ​

پیتر هارتول، رئیس بخش تکنولوژی از شرکت TDK InvenSense، در یک مصاحبه با EE Times Europe، آینده ای را که در آن تکنولوژی های اینترنت اشیا در زندگی ما چنان تنیده می‌شوند که دیگر دیده نمی‌شوند، توصیف نمود. این آینده‌ای است که در آن سنسورها چسبی بین دنیای مجازی و دنیای واقعی هستند. ​

EE تایمز اروپا:

[‏سال گذشته]‏، شما به تالار مشاهیر گروه صنعتی سنسورهای SEMI – MEMS راه پیدا کردید، که این خود نشان‌دهنده تاثیر قابل‌توجه و پایدار شما بر این صنعت است. چه احساسی در این باره دارید؟ ​

تصویر: پیتر هارتول، رئیس بخش تکنولوژی TDK InvenSense

Peter Hartwell: اگر مجبور بودم با یک کلمه خلاصه کنم که چه احساسی دارم، پیر. من هنوز احساس می‌کنم که MEMS یک صنعت جدید است. من از دبیرستان شروع بر کار بر روی این صنعت را کرده‌ام. اما هنوز از مسیر منحرف نشده ام. من خیلی از مردم را دیدم که مسیرشان را عوض می‌کنند و کارهای دیگری را انجام میدهند. این افتخار بزرگی است که توسط همکاران خود به خاطر مشارکت شما در پیشبرد فن‌آوری به جلو شناخته شوید. پس باید بگویم پیر و محترم. ​

EETE:

شما بیش از ۲۵ سال تجربه در تجاری سازی سیلیکون MEMS و کار بر روی حسگرها و عملگرهای پیشرفته دارید. شما همچنین بیش از ۴۰ حق ثبت اختراع در سراسر جهان در کاربردهای سنسور و MEMS دارید. مهم‌ترین دستاوردها و یا تصمیمات کاری شما کدامند؟ ​

هارتول: برای من، پرداختن به بررسی این مساله است که چگونه سنسورها محرک یک تغییر در صنعت خواهند بود. این نتیجه ای بود که خیلی زود به آن رسیدم. اولین کار MEMS من در Hewlett-Packard بود، و از آنجا، مسئله ای که باید حل میکردم این بود که “یک شرکت کامپیوتری با سنسورها چه خواهد کرد؟”. ما در آنجا در حال ساخت مغزهای جدیدی بودیم، در حالی که آنها نسبت به اتفاقاتی که در جهان می‌افتاد، کور و کر و لال شده بودند. سنسورها به آن‌ها توانایی دیدن دنیا و در نهایت تعامل با دنیا را دادند. اکنون، این موضوع برای ما بسیار طبیعی به نظر می‌رسد، و ما قدرت محاسبه در پس زمینه را برای تفسیر فرمان‌ها داریم، به سادگی یک تغییر موسیقی. ما متوجه شده‌ایم که حسگرها رابط بین دنیای دیجیتال و دنیای واقعی خواهند بود. ​

شغل دوم من در اپل بود. در آنجا، من می‌توانستم تاثیر در دسترس قرار دادن تکنولوژی برای عموم مردم و نداشتن چیزی که فقط به نوعی خود را آشکار کند را ببینم، فقط برای علاقه‌مندان دنیای تکنولوژی و فقط برای پذیرندگان اولیه که واقعاً ببینند.

بیشتر بخوانید : گجت های سلامتی و تناسب اندام با سنسور MAXM86146

یکی از خاطرات مورد علاقه من به معنای واقعی کلمه در یک رستوران بود، آنجا من یک پدربزرگ و نوه‌اش را دیدم که به چیزی در یک گوشی آیفون نگاه می‌کردند. شما به معنای واقعی کلمه یک فرد حدود ۷۰ ساله و حدود ۴ ساله را داشتید که به چیزی در یک گوشی آیفون نگاه می‌کردند، و یعنی که یک فرد حدوداً ۷۰ ساله و ۴ ساله دارند از یک کامپیوتر استفاده می‌کنند، و ما این امر را ممکن کرده بودیم. فقط چهار سال قبل، هیچ کدام از آن‌ها کاربران کامپیوتر نبودند. اما اکنون، نه تنها آن‌ها از یک کامپیوتر استفاده می‌کردند، بلکه تجربه خوبی داشتند که مادر از آن‌ها عکس می‌گرفت. ​

فن‌آوری فراتر می‌رود و شفاف می‌شود. پس وقتی به جایی که دارم سعی می‌کنم بروم نگاه می‌کنم، به سمت جلو حرکت می‌کنم، این همان روشی است که ما آن تکنولوژی را در محیط اطراف خود ناپدید می‌کنیم تا به جایی برسیم که دیگر از اینکه این فن‌آوری کاری را کرد یا وظیفه ای را انجام داد، تعجب نمی‌کنیم. بر اثر روزمرگی، برای ما طبیعی می‌شود. ​

با برگشتن به مفهوم رابط صوتی، اگر به زمانی که ماشین‌تحریر اختراع شد برگردید، میتوانید بگوئید که صفحه‌کلید های کامپیوتر ۱۴۰ سال قدمت دارند. پسرم، که هشت سال دارد، به کیبورد نگاه می‌کند و تنها یک دکمه می‌بیند. این دکمه Siri یا دکمه OK Google است. انتظار او این است که “من فقط می‌خواهم آن را هل دهم و با آن صحبت کنم، و آن فقط برای من کار خواهد کرد.” با این انتظار، زمانی که فن‌آوری‌ها در پس‌زمینه ناپدید می‌شوند و ما کارآمدتر هستیم و تجربیات بهتر و امن‌تری داریم، زندگی ما به چه شکلی خواهد بود؟ ​

EETE:

در سال ۲۰۱۷، TDK وقتی شرکت InvenSense و تیم نرم‌افزاری قوی آن را، که در هوش مصنوعی، کنترل پیش گویانه و تحلیل حرکت مهارت بسیار زیادی داشتند را خریداری نمود، جاه‌طلبی‌های سنسوری خود را روشن کرد. چگونه تکنولوژی InvenSense در شرکت‌های تلفن هوشمند و دستگاه های اینترنت اشیا مورد استفاده قرار گرفته‌اند؟ ​

Hartwell:

امیدوارم رابطه سودمندی وجود داشته باشد.

آن زمان، ما یک شرکت نترس و جوان بودیم. ما بسیار از سنسورها و اهمیت نرم‌افزارها مطلع بودیم. TDK یک شرکت تولید و ساخت است که اساسا برای کیفیت کار می‌کند. این کلمه ژاپنی که ما از آن استفاده می‌کنیم، مونوزوکوری است، که به این معنی است که “اگر می‌خواهید چیزی بسازید، آن را به خوبی بسازید”. این به ما این امکان را می‌دهد که به طور عمودی، از مواد خام که به ساخت چیزی می‌روند نگاه کنیم، که برای اطمینان از یک کیفیت و عملکرد خوب اساسی است، تا جایی که این تجربه قرار است بر مشتریان و مشتریانِ مشتریان ما تاثیر بگذارد. ​

این ترکیب بزرگی از دو شایستگی و قدرت متفاوت بوده‌است. با هم، ما خیلی بیشتر از زمانی که از هم جدا بودیم هستیم زیرا آن سطح سیستم را در همه بخش‌ها، چه در IoT باشد، چه در خودرو، و یا در الکترونیک مصرف‌کننده به دست می‌آوریم. ما ابزار بهتری برای حمله به کل بازار داریم. ​

EETE: با نگاهی به آینده، گام‌های بعدی در توسعه InvenSense از نظر توسعه محصول و نقشه راه فن‌آوری چیست؟ ​

هارتول:

ما در حال حاضر کارهای زیادی را در زمینه اولتراسونوگرافی انجام می‌دهیم. قبل از خرید و ضمیمه این شرکت، داخل InvenSense، ما یک سنسور اثر انگشت مافوق صوت خیلی خوب داشتیم، که توسط TDK هنگام خرید InvenSense به دست آمد. ما یک شرکت دیگر هم پیدا کردیم، به نام Chirp. این امر به دلیل دانش خیلی خوب شرکت TDK در زمینه مواد فراصوت، در داخل TDK به خوبی جای می گیرد.

شرکت Chirp، یکی از واحدهای تجاری بسیار بزرگ در داخل TDK است. بنابراین، این تنها ترکیب کاملی از مواد جدید و دستگاه‌های MEMS جدید در کنار هم دیگر است، و من فکر می‌کنم اینجاست که ما شاهد انفجار دنیای کاربرد هستیم. ما در کنفرانس سال گذشته (‏کنگره اجرایی سناتورهای MEMS )‏ شنیدیم که عملگرهای الکترواستاتیک بسیار پیشرفت کرده اند، و اکنون ماده پیزوالکتریک ممکن است ما را به مرحله بعدی ببرد. ​

من شخصا این گسترش را دوست دارم زیرا ما در حال حاضر تنها به سنسورها نگاه نمی‌کنیم، بلکه به عملگرها هم نگاه می‌کنیم، و با وسیله تولید Chirp که صدایی تولید می‌کند و سپس به پژواک که بر می‌گردد نگاه می‌کند، هم سر و کله می‌زنیم. یعنی هم سنسورها و هم عملگرها هستند. ​

به نظر اصلی من در مورد سنسورها بر می‌گردیم که کامپیوترها را با حس کردن اینکه چه اتفاقی در حال رخ دادن است، هوشمندتر می‌کنند. اگر بتوانید آنچه را که در حال رخ دادن است دستکاری کنید، این واقعا گام بعدی به سمت عملگری کامل است. برای ما، حوزه فراصوت اولین گام به سمت سیستم‌های هوشمند که قادر به تاثیر گذاری بر امور در دنیای فیزیکی هستند، می باشد. این همان جهتی است که ما الان به آن نگاه می‌کنیم. ​

EETE:

به عنوان رئیس بخش تکنولوژی، شما احتمالا مراقب آنچه که از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی دیگر بیرون می‌آید هستید. کدام تکنولوژی جالب MEMS و سنسور، تولید هر جا به جز TDK، اخیرا دیده‌اید؟ ​

هارتول:

برای من یکی از مکان‌ها medtech است.

نه لزوما به جای تجهیزات آزمایشگاهی، بلکه به جای بازار انبوه، قادر به انجام کارهایی در خانه یا با یک وسیله پوشیدنی خواهیم بود. این چیزی هست که من حواسم به آن جمع هست. منطقی است که بگوییم در جایی در ۲۰ تا ۴۰ سال آینده، شما یک سیستم نظارت تشخیصی مستمر خواهید پوشید. سوال اینجاست که شما چطور به آنجا خواهید رسید، و چه کارهایی باید انجام دهیم تا به آنجا برسیم. ​

دیگری انفجار تعداد سنسورهای نوری است. ما این را در LiDAR، در تصویر برداری سه‌بعدی با ساختار بندی نور مشاهده می‌کنیم. چیزی که در مورد این تکنولوژی‌ها جالب است این است که چیزهای زیادی برای خودرو توسعه داده شده‌است. دلیل اینکه همه ما در حال حاضر شتاب‌سنج‌هایی در تلفن‌های خود داریم این است که آن‌ها در ابتدا برای کار در صنعت خودروسازی ایجاد شده بودند. ​

شما در آینده اسباب‌بازی های مبتنی بر رادار خواهید داشت. نمی‌توانم صبر کنم ببینم صنعت اسباب‌بازی چه فکری می‌کنند که ناگهان شما می‌توانید یک رادار را در یک روبات اسباب‌بازی قرار دهید. نمی‌توانم منتظر بمانم تا ببینم که حسگری سه‌بعدی نوری، رادار، و LiDAR به کجا می‌روند، به خصوص در فضای اسباب‌بازی ها. ​

EETE:

در کنگره اجرایی سنسورهای MEMS ، بخش نمایش فن‌آوری ها آگاهی از جدیدترین تکنولوژی‌ها و کاربردهای سنسور MEMS ، از جمله یک موتور جستجوی DNA و یک رادار ۴D برای وسایل نقلیه خودران را تقویت کرد.

و همچنین بیوسنسورهای پوشیدنی برای مراقبت‌های بهداشتی. آیا در مورد تکنولوژی‌های جدیدی که می‌خواهید با ما به اشتراک بگذارید، چیزی دارید؟ آیا یکی از استارت آپ ها توجه شما را جلب کرده است؟ ​

هارتول:

شما افرادی را می‌بینید که به یک ایده بسیار باور دارند، آن‌ها توانایی خود را برای گذاشتن غذا بر روی میز برای دنبال کردن آن ایده به خطر می‌اندازند. من در حال حاضر بسیار شیفته AR و VR هستم. من معتقدم راهی که ما قصد داریم تجربیات را ثبت کنیم و آن‌ها را با مردم به اشتراک بگذاریم، واقعا چیزی است که قرار است VR را به دستان غیر گیمرها بیاورد. گیمینگ همیشه آنجا خواهد بود، اما این چیزی نیست که بازار را به پیش ببرد. دارم سعی می‌کنم ببینم که چطور می‌توانیم این مشکل را حل کنیم، سنسورها کجایند؟ چگونه می‌خواهیم به محتوای ایجاد شده برای VR دست یابیم؟

اینجا جایی است که ما الان آنجا گیر افتاده ایم. شما می‌توانید یک headset بخرید، اما نمی دانید که باید با آن به چه نگاه کنید. مثل روزهای تلویزیون سیاه و سفید است. اگر به برنامه‌های تلویزیونی اولیه بازگردید، آن‌ها خیلی مبتدیانه بودند، زیرا این فقط یک سرگرمی بود. رسیدن به سریالی مثل “بازی تاج و تخت” ۷۰ سال طول کشید. ​

بنابراین سوال این است که چگونه ما میتوانیم سرعت بگیریم تا VR به پلتفرمی برای تجربه آنچه که قبلا نمی‌توانستیم انجام دهیم، تبدیل شود. فکر می‌کنم قرار است عموماً سفر باشد؛ میتواند خرید و محتوای شخصی باشد. من توانستم خودم را در این محیط دیجیتال اسکی کنم و سپس پدرم با من و نوه‌اش در VR اسکی کنیم. او گوشی را برداشت، به من نگاه کرد و گفت: “من هرگز فکر نمی‌کردم که با نوه‌ام به اسکی بروم.” او فکر نمی‌کرد”این تصویر خوبی بود که شما به من نشان دادید،” اما “من با نوه‌ام اسکی کردم” واقعا همان احساسی بود که او در آن لحظه داشت. ​

EETE:

حس هدف و ماموریت از طریق کلمات شما فیلتر می‌شود چون به نظر می‌رسد که شما مایل به اضافه کردن مقداری انسانیت به هر چیزی که در حال توسعه هستید هستید. ​

هارتول:

انجام این کار برای ما طبیعی است. ما با چیزهایی که زنده نیستند ارتباط برقرار می‌کنیم. هنگامی که آن‌ها شروع به صحبت کردن و واکنش نشان دادن به ما می‌کنند، طبیعی است که ما این تجربیات را با آن ابزارها، با چیزی که می‌توانیم با آن ارتباط برقرار کنیم، تجربه کنیم. برای من، سنسورها چسبی بین دنیای مجازی و دنیای واقعی هستند، بنابراین ما سعی می‌کنیم به ربات‌ها سنسورهای بدهیم تا آن‌ها را در دنیای ما قرار دهند، که به این معنی است که آن‌ها باید ببینند، و باید بشنوند، حس کنند و بو بکشند. و ما در حال تلاش برای قرار دادن مردم در یک دنیای مجازی هستیم، که به این معنی است که شما باید محتوا را ایجاد کنید. سنسورها نقش چسب را اینجا ایفا می‌کنند. ​

گام بعدی زمانی است که سخنرانان باهوش شما را در اطراف خانه دنبال می‌کنند. اگر Aibo محصول شرکت سونی قادر به انجام تمام کارهایی بود که Alexa می‌توانست انجام دهد، ناگهان شما یک حیوان خانگی عالی، یا یک همراه خواهید داشت. زیرا از شما پیروی می کند، و خودش رو کنترل می کند. میتواند موسیقی را تغییر دهد، از لامپ‌ها مراقبت کند، و اگر زمین بخورید، می‌آید و می‌بیند که آیا حال شما خوب است و درخواست کمک می‌کند. این چیزی است که داریم و من نمی‌توانم صبر کنم. ​

من دوست دارم آن‌ها را اینگونه توصیف کنم، همراهان هوشمند. و این تکنولوژی قرار است در زندگی روزمره ما محو گردد.