“具身智能(Embodied AI)”:AI系統(tǒng)通過(guò) 物理或虛擬身體(Embodiment) 與環(huán)境交互,通過(guò)感知、行動(dòng)和反饋來(lái)學(xué)習(xí)和執(zhí)行任務(wù)的能力。其核心是 “通過(guò)身體與環(huán)境互動(dòng)來(lái)獲取智能”,如家用服務(wù)機(jī)器人,無(wú)人車等。
在具身智能發(fā)展日新月異的今天,傳統(tǒng)基于“位置”的交互已無(wú)法滿足新時(shí)代用戶對(duì)空間智能與無(wú)感交互的高階需求。如何讓設(shè)備具備“理解人”和“理解行為”的能力,成為智能化升級(jí)的核心議題。UWB(Ultra-Wideband)雷達(dá)技術(shù)正是這一變革的關(guān)鍵突破口。
UWB被廣泛認(rèn)為是精確、安全、實(shí)時(shí)測(cè)量位置、距離和方向的最佳測(cè)距技術(shù)。值得關(guān)注的是,UWB 同時(shí)具備雷達(dá)感知功能。與測(cè)距一樣,UWB雷達(dá)利用500MHz帶寬和納秒級(jí)脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體和人員的高精度檢測(cè)。但是,與測(cè)距模式不同,UWB 雷達(dá)的獨(dú)特之處在于不需要兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信,而是用一個(gè)設(shè)備捕獲信號(hào)反射。
相比Wi-Fi、藍(lán)牙等無(wú)線技術(shù),UWB具有更高的時(shí)間分辨率與更強(qiáng)的抗多徑能力,可在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位和精細(xì)動(dòng)作捕捉。而當(dāng)這一技術(shù)與邊緣AI算法融合后,便衍生出一種全新的能力:端側(cè)空間智能——在終端設(shè)備上直接實(shí)現(xiàn)對(duì)人體存在、行為、姿態(tài)的實(shí)時(shí)判斷,而不需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端或服務(wù)器進(jìn)行處理。
這一趨勢(shì)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)顯現(xiàn)。硅谷公司 embedUR Systems 便是該領(lǐng)域的典型代表。在今年6月的產(chǎn)業(yè)采訪中,該公司宣布與 NXP Semiconductors 合作,推出基于 Trimension NCJ29D6 平臺(tái)的 UWB 邊緣AI解決方案。該方案通過(guò)僅 215KB 的輕量化AI模型(遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)云端 AI 模型,通常數(shù) MB 至 GB 級(jí)),實(shí)現(xiàn)了車載場(chǎng)景中的手勢(shì)識(shí)別、腳踢開尾門、車內(nèi)人體存在檢測(cè)等功能。這些AI模型專為嵌入式環(huán)境設(shè)計(jì),可在資源受限的MCU上實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)實(shí)時(shí)響應(yīng),功耗極低,滿足車規(guī)級(jí)應(yīng)用需求。
embedUR 在采訪中強(qiáng)調(diào):
"This project demonstrates how UWB, combined with optimized Edge AI models, can help create advanced sensing applications for automotive and beyond."
這不僅反映了 UWB 與邊緣智能結(jié)合的巨大潛力,也驗(yàn)證了 UWB 正在從精確定位工具演進(jìn)為強(qiáng)大的感知平臺(tái),適用于更廣泛的場(chǎng)景,如智能家居、工業(yè)自動(dòng)化、健康監(jiān)測(cè)等。
在這一全球趨勢(shì)帶動(dòng)下,芯邦科技也正積極推進(jìn) UWB 雷達(dá)在端側(cè)空間智能領(lǐng)域的算法研發(fā),聚焦于高魯棒(抗干擾與環(huán)境適應(yīng))、低功耗、可嵌入(適配邊緣化設(shè)備)的邊緣部署能力。
芯邦當(dāng)前布局的核心方向包括:
●人體檢測(cè)與跟蹤
基于UWB雷達(dá)對(duì)人體微動(dòng)的高靈敏感知,可在嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)存在檢測(cè),用于觸發(fā)攝像頭啟動(dòng)、界面喚醒、功耗切換等動(dòng)作。適用于智能辦公、零售終端與安防場(chǎng)景,具備高魯棒性與隱私優(yōu)勢(shì)。
●呼吸與心跳監(jiān)測(cè)
通過(guò)捕捉UWB回波中細(xì)微的相位波動(dòng),可精準(zhǔn)提取人體呼吸與心跳等低頻生命體征,實(shí)現(xiàn)非接觸、零干擾的持續(xù)性監(jiān)測(cè)。適用于嬰幼看護(hù)、老年照護(hù)、睡眠健康管理等敏感人群與場(chǎng)景。
●姿態(tài)識(shí)別與行為判斷
基于 TCN、1D CNN 等輕量時(shí)序模型,系統(tǒng)可在端側(cè)識(shí)別跌倒、靜止、離席、躺臥等關(guān)鍵行為,支持低功耗、高集成度部署,服務(wù)于智慧居家、安全看護(hù)與行為監(jiān)控等細(xì)分應(yīng)用 。
●算法與硬件協(xié)同優(yōu)化
面向UWB端側(cè)感知的實(shí)際需求,從感知鏈路整體出發(fā),構(gòu)建算法與硬件的協(xié)同優(yōu)化體系。通過(guò)在模型結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理路徑與算力資源之間建立適配機(jī)制,充分發(fā)揮SOC在精度、功耗與實(shí)時(shí)性方面的潛能,以更好地支撐端側(cè)空間智能推理、高頻率感知與多任務(wù)融合等端側(cè)AI能力的落地。
UWB雷達(dá)的角色,正在從通信定位延伸到空間理解與行為感知。
從 embedUR 的國(guó)際實(shí)踐到芯邦的本地創(chuàng)新,“UWB + Edge AI” 正在打開萬(wàn)物互聯(lián)的新路徑。芯邦將持續(xù)以“空間智能芯片級(jí)解決方案”為核心目標(biāo),推動(dòng) UWB 技術(shù)的應(yīng)用拓展與多方協(xié)作,助力設(shè)備從“連接”走向“理解”,為智能硬件注入真正的環(huán)境感知能力。
芯邦自主研發(fā)的UWB芯片——CBU5000V210是全球首個(gè)獲得 FIRA2.0 認(rèn)證的 UWB&BLE雙模 SOC 芯片,符合IEEE 802.15.4a/4z協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及FiRa聯(lián)盟規(guī)范。單芯片內(nèi)置一個(gè)高性能32位 MCU,支持硬件加密和安全區(qū)域保護(hù),讓UWB產(chǎn)品設(shè)計(jì)更高效、更安全。
芯片支持UWB 3D PDOA和AOA,以及UWB雷達(dá)功能。采用 1T3R 架構(gòu),保障實(shí)時(shí)高精度的測(cè)距、AOA以及雷達(dá)能力。CBU5000可以廣泛用于智能手機(jī)、消費(fèi)電子和汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)行業(yè)等應(yīng)用。
未來(lái),芯邦將讓每一個(gè)空間都擁有感知人的能力,這不僅是愿景,也是我們正在與行業(yè)伙伴一道落地的方向。
