밀리미터파 레이더 응용 분야의 선구자인 Dan은 감지 기술의 미래에 대한 비전을 가지고 있다
TI 혁신가들이 TI 밀리미터파 웨이브(mmWave) 레이더의 새로운 응용 분야를 개척하는 데 도움을 주면 엔지니어들은 차량에서 공장, 스마트 홈에 이르기까지 다양한 환경에서 저렴한 센서 기술을 구현하여 보다 안전한 세상을 만드는 데 기여할 수 있다. ‘가능성이라는 비전(Vision: Possible)’ 기고문에서 레이더 및 CMOS 기술의 경제성에 대해 자세히 알아볼 수 있다.
Dan Wang은 대학원을 졸업하고 첫 직장에서 기술계를 놀라게 할 TI의 혁신가 팀과 함께 일하고 있었다.
그들은 CMOS(상보성 금속 산화막 반도체) 아날로그 설계를 사용하여 최초의 밀리미터파(mmWave) 레이더 시스템을 칩으로 개발하는 어려운 도전을 받아들여 고가의 레이더 감지 기능을 2만 달러짜리 자동차에 쉽게 통합할 수 있을 만큼 저렴한 기술로 구현했다.
당시에는 전 세계의 어느 누구도 그런 시스템을 만들지 못했습니다. 하지만 Dan과 그녀의 팀은 주요 자동차 제조업체를 대상으로 차량에 더 높은 수준의 안전성을 제공할 수 있는 방법을 시연할 준비를 하고 있었다. 거의 미국 동전 정도로 크기를 줄인 이 레이더 기술은 어떤 도로 상황에서도 차량이 시야를 확보하고 충돌을 피할 수 있을 만큼 정밀하다.
Dan은 “이것은 매우 파괴적이고 획기적인 기술이었다.” 라며, “CMOS 기술을 사용하여 레이더 센서의 통합 수준을 크게 높이고 비용을 획기적으로 절감했다. 저는 처음으로 8개의 소형 테스트 센서를 차량에 장착하고 주변 환경을 360도로 입체적으로 스트리밍하는 것을 보았을 때의 기분을 기억한다.”라고 말했다.
이제 그녀는 엔지니어들에게 기술의 새로운 가능성을 보여주고 그들이 다음 단계를 꿈꿀 수 있도록 돕고 있다. 그녀는 차량이 멀리 있는 물체를 더 선명하게 감지할 수 있도록 도와주는 고해상도 이미지 센서인 캐스케이드형 mmWave 센서의 선구자이며, 새로운 mmWave 애플리케이션을 위한 알고리즘 개발에 열정을 쏟고 있다.
Dan은 “저mmWave가 공장, 건물, 가정 및 일상 생활에서 안전을 향상시킬 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있다고 생각한다.”라며, “이건 시작에 불과하다.” 라고 말했다.
차량 안팎의 안전
고객을 돕기 위해 계산을 하는 것이 Dan의 일입니다.
알고리즘은 엔지니어들이 차세대 장치를 정의하기 위해 피드백을 사용하면서 우리의 기술을 최대한 활용하는 방법을 이해하는 데 도움이 된다. Dan은 여러 개의 동기화된 장치를 사용하여 단일 장치로 데이터를 처리하는 TI 캐스케이드 레이더가 어떻게 300미터 전방에 있는 다른 차량을 감지하고, 서로 매우 가깝게 주행하는 두 대의 인접 차량을 구분한 다음 운전자에게 적절한 조치를 취하도록 경고하는지를 보여줄 수 있다.
mmWave 레이더는 아직 비교적 새로운 기술이기 때문에 Dan에게는 단 하루도 똑같은 날이 없다. 그녀의 팀은 차량 안팎의 안전을 개선하는 데 도움이 되는 새로운 애플리케이션에 대한 알고리즘을 지속적으로 개발하고 있다.
Dan은 “처음에는 첨단 운전자 지원 시스템에서 mmWave의 적용 가능성이 매우 분명했지만, 그 외에도 탐색해야 할 응용 분야가 매우 많다는 것을 깨달았다.”라며, “우리는 산업용 애플리케이션과 실내 센싱을 모두 검토해 왔으며, 이는 mmWave 센서의 많은 잠재력을 열어준다.” 라고 말했다.
차량 내부의 mmWave 센서는 뒷좌석에 아이가 있다는 사실을 부모에게 알려주고, 승객에게 안전벨트 착용을 상기시키며, 운전자의 주의력과 활력 징후를 모니터링하고, 손동작만으로 차량 내 시스템과 상호 작용할 수 있도록 하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
노인이 넘어질 경우 가족 구성원에게 경고하는 등 가정 내 안전을 개선하거나 공장 내 로봇이 사람과 함께 안전하게 작업할 수 있도록 하는 데도 해당 기능을 사용할 수 있다. 이러한 기능은 새로운 것이며 여전히 진화하고 있다. Dan에 따르면 다음 트렌드는 머신러닝을 사용하여 사물과 정보를 더 잘 분류하는 더 작고 스마트한 센서를 발전시키는 데 집중될 것이다.
Dan은 “우리는 레이더의 미래에 대한 비전과 저렴한 고성능 센서의 혜택을 누릴 수 있는 더 많은 시장에 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 가지고 있다.”라며, “앞으로 20년 후 mmWave 센서는 어디에서나 볼 수 있는 주요 센서가 될 것이다.” 라고 말했다.
더 나은 세상을 만들기 위한 열정
차량, 공장, 가정에서 경제적인 TI mmWave 레이더를 위한 새로운 응용 분야를 찾는 것은 반도체를 통해 전자 제품을 더 저렴하게 만들어 더 나은 세상을 만들기 위한 TI의 열정을 실현하는 또 다른 예입니다. 전자제품을 더 작고, 더 효율적이고, 더 안정적이고, 더 저렴하게 만들기 위해 여러 세대에 걸쳐 점진적이고 획기적인 혁신이 이루어지고 있는 가운데, 우리는 수년에 걸쳐 이러한 작업을 수행하고 있습니다. TI에서는 이것을 엔지니어링 진보라고 생각합니다. 이것이 TI가 수십 년 동안 전문성을 가지고 해온 일입니다.
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