COVID-19 팬데믹은 깨끗한 실내 공기의 결정적 필요성을 부각시켰습니다. 집, 사무실, 대중교통 어디에서든 우리가 마시는 공기가 안전한지 확인하는 것이 그 어느 때보다 중요해졌습니다. Bosch Sensortec은 첨단 하드웨어와 AI 기반 소프트웨어를 결합한 환경 MEMS 센서 BME688로 이에 대응하여 감염 위험 저감을 돕습니다.
MEMS 센서는 이미 어디에나 있지만, Bosch Sensortec의 MEMS 제품 영역 부사장 겸 책임자인 Ralf Schellin에 따르면 정교한 알고리즘과 임베디드 AI를 활용한 더 긴밀한 하드웨어-소프트웨어 공동 설계만이 MEMS 디바이스를 정확하고 안전하며 개인화된, 모든 환경에 적응하는 시스템으로 만들 수 있습니다.
최근 MWS 2021 MEMS Titans 웨비나에서 Schellin은 소프트웨어가 센서 자체뿐만 아니라 전체 시스템에 가치를 더한다고 강조했습니다.
모든 날숨은 미세한 비말을 방출하며, 감염된 경우 공기를 통해 바이러스를 전파할 수 있습니다. 낮은 습도와 온도는 에어로졸 부유 시간을 연장해 전파 위험을 높입니다. BME688은 가스, 습도, 온도, 기압의 4가지 센싱 모달리티와 AI 기능을 결합해 이 과제를 해결합니다.
가스 센서는 휘발성 유기 화합물(VOC), 휘발성 황 화합물(VSC), 일산화탄소와 수소 같은 미량 가스를 ppb(10억 분의 1) 단위로 감지합니다. BME688이 SARS-CoV-2 바이러스를 직접 감지하지는 않지만, Schellin에 따르면 VOC, 습도, 온도를 모니터링해 제어된 환기나 자동 공기 청정기 작동을 가능하게 함으로써 감염 위험을 크게 낮출 수 있습니다.
'디지털 코'라 불리는 BME688은 고유한 전자 지문을 통해 가스를 식별하고 복잡한 혼합물을 구별합니다. 이 센서는 머신러닝을 통한 훈련이 필요하며, Bosch Sensortec은 BME AI-Studio 소프트웨어를 통해 이를 제공합니다. 사용자는 맞춤 가스 데이터를 수집하고 알고리즘을 훈련시켜 최종 모델을 프로젝트의 BME 라이브러리와 통합할 수 있습니다.
"자신만의 사용 사례를 조사하고 해당 애플리케이션에 정확히 맞춰 시스템을 훈련시킬 수 있습니다."라고 Schellin은 설명합니다.
BME688 가스 MEMS의 온도 사이클 동작으로 다양한 가스 혼합물을 인식하고 분류할 수 있습니다. (이미지 출처: Bosch Sensortec)
표준 구성은 박테리아 증식 지표로 VSC를 감지합니다. 가스 스캐너는 감도, 선택성, 데이터 속도, 전력 소모 측면에서 튜닝 가능합니다. BME AI-Studio는 개발자가 가정용 가전, IoT 디바이스, 스마트 홈 생태계용 BME688 가스 스캐너를 맞춤화할 수 있게 합니다.
소프트웨어는 외부 애플리케이션 프로세서에서 실행됩니다. Schellin은 현재 아키텍처가 분리되어 있지만 향후 반복에서는 AI가 센서에 직접 통합될 수 있다고 언급했습니다. Bosch는 이미 BHI 모션 센서로 온디바이스 AI를 시연한 바 있어 회사의 로드맵을 뒷받침합니다.
Bosch Sensortec은 채택 가속화를 위해 Adafruit 호환 개발 키트도 제공합니다.
BME688의 컴팩트한 패키지는 3.0 × 3.0 × 0.9mm에 불과합니다. Schellin은 이를 BMM150 자기계(1.56 × 1.56 × 0.6mm)와 비교하며 스마트 기능을 추가하면서 크기를 더 줄일 수 있을 것으로 전망합니다. "물리적 한계에 도달하면 차원 축소보다는 더 많은 지능을 내장하는 데 집중할 것입니다."라고 그는 말합니다.
센서 설계부터 임베디드 AI까지 Bosch Sensortec은 통합 이점을 극대화하기 위해 모든 것을 내부에서 구축합니다. "초저전력이 필요하지만 하드웨어 한계를 모르면 우리가 직접 만들지 않고는 무엇이 달성 가능한지 말할 수 없습니다."라고 Schellin은 설명하며, 파트너와의 협력도 열려 있다고 덧붙였습니다.
>> 이 기사는 원래 자매 사이트인 EE Times Europe에 게재되었습니다.
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