微型雷达的发展
雷達,是英文Radar的音譯,利用發射無線電的方法發現目標并測定它們的空間位置。因此,雷達也被稱為"無線電定位"。雷達發射電磁波對目標進行照射并接收其回波,由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。
1864年麥克斯韋提出“電磁場理論”,并預見了電磁波的存在。1886年,赫茲首次通過實驗證明了電磁波的發生,接收和散射等特性。到了1922年,“無線電之父”馬可尼正式提出雷達這一概念至其后幾十年的發展中,雷達多用于軍事領域,特別是在軍事偵察與預警方面。第二次世界大戰中也發揮了巨大的作用。但在民用領域或者說在平常的生活中,我們卻很少看到雷達的身影。提到雷達,大家肯定會想到巨型的天線,大圓盤般的接收器。笨重,昂貴,功耗大的標簽也會加在它身上。然而,這種觀念已經過時了。隨著天線尺寸和和芯片的極度縮小,現有很多微型雷達已經面世。在可預見的將來,更多雷達設備會以微型器件的形式被開發出來。他們是物聯網浪潮中重要的一個類傳感器,帶來一些全新的人機交互上的創新。逐漸地,步入尋常百姓家中,為我們的日常生活帶來便利。
2015年的谷歌I/O大會上,谷歌發布了一款迷你雷達 project soli。它最大的亮點就是僅靠一塊指甲大小的雷達傳感器就可以識別空中很小的手勢動作。因為它的面積很小,所以它可以很輕松嵌入任何電子設備中,如手表,手機,電視中。用戶可以直接對嵌入soli的電子設備進行隔空控制。即使對小屏幕的設備,也可以實現精確控制。實現這項黑科技的核心為一套完整的小型雷達系統,負責雷達模塊的谷歌工程師杰米表示:“這和蝙蝠的聲吶系統或者探測戰斗機的軍用雷達并沒太大不同。利用微型雷達可以捕捉到5mm波長級的手指運動,并用此來操作設備。” 先進的觸覺算法結合高度集成的微型雷達芯片,填補了60 GHz雷達應用空白。
手勢控制不僅僅是soli的唯一功能,蘇格蘭圣安德魯斯大學的研究人員利用project soli微型雷達實現了物體識別并命名為“RadarCat”,它的原理與一般雷達相似,均是通過電磁波反彈來實現。但是,它的優勢是它融入了新的算法,不僅能檢測到外部對象,還能夠根據內部結構對物體進行識別。從研究人員發布的視頻來看,它能夠準確的識別出空氣,金屬,塑料;還可以在Photoshop中直接識別并選擇顏色色樣。還可以將其安裝到手機背面,精準的識別出人體部位,小臂,手指等。RadarCat 的研究人員表示,下一步計劃是進一步提升其區分同類物體的能力,比如瓶里裝的是可樂還是啤酒。
毫無疑問,Google的project soli 為雷達的應用帶來了無限的可能性。它對于人機交互的意義是顯而易見的。 對于智能手機來說,他可以識別出用戶佩戴手套與否,來放大圖標便于操控。或者檢測手機是否落水,切斷電源保護電池。在智能家居與物聯網領域中,它也可做為一類重要傳感器,識別你的手勢,對整個家里的電器,窗簾等進行控制,讓每個人都變成隔空控制物體的魔法師。在醫學方面,手勢識別還可以簡化外科手術程序,并在醫生操作時為其提供更好的信息,它還可以作為一個有效的工具來幫助殘障人士識別物體,方便他們的出行。 在未來的無人商店中,它還可以作為自動結賬機來識別顧客的各種商品。
總的來說,迷你雷達的應用還在發展的初期,它的未來有巨大的潛力。我相信,他會在方方面面改變我們的生活。我期待生活在一個充滿微型雷達的未來世界里,成為一個懂得魔法的巫師。
總結
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