智能家居、智慧工厂，AI传感器无处不在！国内外厂商积极布局

电子发烧友网报道（文/李弯弯）AI传感器是一种能够感知和测量环境物理量的设备，如温度、湿度、光照强度、压力等，并将这些物理量转化为数字信号，通过通信接口将数据传输给计算机或其他设备。与传统的传感器相比，AI传感器不仅具有更高的测量精度，还具备更高的智能化程度，能够进行数据处理和决策。

AI传感器让智能硬件感知更精准
 
AI传感器的应用非常广泛，其高精度测量和智能化处理的能力使得智能硬件能够更好地感知和理解环境，从而提供更加精准和智能的服务。
 
在智能家居领域，AI传感器被广泛应用于家庭自动化系统中。例如，通过温湿度传感器和人体识别传感器，智能空调可以自动调节温度和风向，为家庭成员提供舒适的居住环境。同时，门窗传感器和安防传感器则可以实现家庭安全监控和报警功能，保障家庭安全。
 
在机器人领域，AI传感器是机器人实现自主导航、物体识别和人机交互等功能的关键部件。例如，通过激光雷达和深度相机等传感器，机器人可以精确感知周围环境，实现自主避障和路径规划。同时，语音识别和面部识别等传感器则可以实现机器人与人类的自然交互，提升用户体验。
 
在可穿戴设备领域，AI传感器也发挥着重要作用。例如，智能手表和智能手环中的心率传感器和运动传感器可以实时监测用户的健康状况和运动状态，为用户提供个性化的健康管理和运动建议。
 
此外，在自动驾驶汽车、无人机、智能工厂等领域，AI传感器也发挥着不可或缺的作用。它们通过精确感知和测量环境信息，为这些智能硬件提供决策依据和控制信号，实现更加智能和高效的工作。
 
今年1月的CES 2024 展览会期间，全球知名床垫品牌慕思展示了一款T11 Pro智能床垫，据称能够分析用户的睡眠习惯、地理位置、年龄，并通过AI检测用户潜在的慢性健康问题。
 
这款床垫内置了23个AI传感器，可实时监测用户睡眠状况，并于次日早晨提供睡眠报告。同时，当用户睡觉时，床垫内置的传感器会通过气囊、支撑材料来根据用户的不同体型、不同睡姿，动态调节肩部、背部、腰部、臀部和腿部等各身体部位的软硬度支撑。
 
目前，AI传感器在全球各地都已经应用普遍，如在英国，位于考文垂的百事可乐工厂使用经过大量音频数据训练的AI传感器，来检测包括传送带和轴承的磨损在内的多种故障。
 
国内外厂商积极布局
 
国内外已经有不少厂商在AI传感器方面布局，如国际厂商ST，2019年ST就推出了集成自家ML内核的传感器，也正式开启了其在AI传感器上的生态布局。
 
通常在一个端侧系统中，会需要用到传感器、MCU和其他一些连接的功能。传感器负责采集真实物理世界的信号以及人体的相关信息，然后负责将数据传递到MCU中进行计算。MCU通过对于数据的计算分析，然后产出控制信号给到执行机构。ST认为，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独立做出决策。
 
2019年ST推出的MLC，在传感器内部增加一个可重新配置的单元，该单元可以通过寄存器重新配置，运行一些简单的AI模型。2023年ST带来了一个更新的产品类型ISPU，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。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。
 
博世在AI传感器领域也已经推出多款产品，在智能家居领域，博世推出了如BMV080等超小型颗粒物（PM2.5）传感器。这种传感器体积小巧，能够准确测量PM2.5浓度，并提供可操作的数据。其独特的无风扇设计实现了静音和无需维护的特点，特别适用于居家和办公环境。
 
此外，博世还推出了可编程人工智能传感器，如BHI380和BHI360。这些传感器结合了高性能功耗比和一流的软件算法，易于集成，并为可穿戴设备提供了定制化的健身管理功能。BHI360更是市场上最小的双核可编程IMU传感器，它集成了传感器融合库，可实现带有头部方向检测的3D音频效果，并提供个性化声音体验和简单的手势识别。
 
另外，博世的气体传感器如BME688也备受关注。这款传感器具有集成的高线性度和高精度压力、湿度和温度传感器，适用于空气质量检测和气体扫描等多种应用。它提供了空气质量指数（IAQ）、bVOC-和CO2-当量（ppm）以及气体扫描结果（%）等输出数据处理功能，为环境监测和智能家居提供了有力的支持。
 
在国内，早前商汤也提出，AI软件与CMOS图像传感器硬件的融合，将是智能手机影像能力持续提升的破题之道。早在2019年，商汤就与全球领先的图像传感器厂商开展紧密合作，将AI算法和传感器硬件直接融合，并已经完成多款产品，在多款高端旗舰手机成功落地。
 
该公司指出，融入了AI技术的CMOS图像传感器，可以最大化地发挥原始光信号的价值。在设备获取视觉信号的伊始，AI传感器就可以进行优化和处理，增强真实世界感知、提高图像和视频的质量、丰富内容细节，同时最大限度地降低了设备功耗，并增强了数据安全性。
 
思特威在AI传感器领域也有着显著的成果。去年8月，思特威正式推出4MP和2MP两款全新升级AI系列CMOS图像传感器新品——SC431AI和SC231AI。作为AIoT及安防应用主流规格分辨率产品，两款产品均搭载思特威全性能升级技术SmartClarity®-3，集更优异的夜视全彩成像、高温成像、低功耗性能优势于一身，可更好赋能家用IPC、AIoT终端等智能无线摄像头和多摄像头解决方案。
 
今年初，思特威在智慧安防领域重磅推出了三款全新升级AI系列图像传感器新品，作为安防行业2MP至8MP主流分辨率产品，三款背照式新品搭载思特威SmartClarity®-3技术和Lightbox IR®技术，带来更加出色的夜视全彩成像表现，可满足各类智能安防应用的升级需求。
 
写在最后
 
可以看到，在现代科技领域中，AI传感器扮演着至关重要的角色，广泛应用于各个领域，如智能手机、智能家居、可穿戴设备、机器人等。在过去这些年中，国内外企业都在积极推进AI传感器的不断创新和发展。未来随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，预计AI传感器的功能和性能将会持续提升。