MEMS-sensoren als drijfveren voor verandering

Het internet der dingen (IoT) verandert de manier waarop we omgaan met de wereld om ons heen. Iedereen - en alles - is verbonden en zal binnenkort met elkaar verbonden zijn. Apparaten en sensoren van micro-elektromechanische systemen (MEMS) nemen een essentiële taak op zich bij het verzamelen, bewaken en analyseren van gegevens, vaak in realtime.

In een interview met EE Times Europe schetste Peter Hartwell, CTO van TDK InvenSense, een toekomst waarin IoT-technologieën de individuele ervaring overstijgen en onzichtbaar worden. Het is een toekomst waarin sensoren de lijm zijn tussen de virtuele en de echte wereld.

EE Times Europa :[Vorig jaar] werd u opgenomen in de SEMI-MEMS &Sensors Industry Group Hall of Fame, een onderscheiding die uw substantiële en blijvende impact op deze industrie erkent. Wat vind je ervan?

Peter Hartwell :Als ik in één woord zou moeten samenvatten hoe ik me voel:oud. Ik heb nog steeds het gevoel dat MEMS een nieuwe industrie is. Ik doe dit letterlijk sinds de middelbare school; Ik ben niet van het pad afgeweken. Ik heb veel mensen zien vertrekken en andere dingen doen. Het is een enorme eer om door uw collega's erkend te worden voor [uw] bijdragen [in] de technologie vooruit te helpen. Dus ik zou zeggen oud en vereerd.

EETE :Je hebt meer dan 25 jaar ervaring in het commercialiseren van silicium MEMS en het werken aan geavanceerde sensoren en actuatoren. U heeft ook meer dan 40 wereldwijde patenten op MEMS- en sensortoepassingen. Wat zijn de belangrijkste prestaties of bepalende beslissingen in uw carrière?

Hartwell :Voor mij was het kijken naar hoe sensoren de aanjager van verandering zullen zijn. Het was een besef dat ik te vroeg kwam. Mijn eerste MEMS-baan was bij Hewlett-Packard, en vanaf daar was het:"Wat gaat een computerbedrijf met sensoren doen?" We waren deze hersenen aan het bouwen en ze waren blind, doof en gevoelloos voor wat er in de wereld gebeurde. Sensoren gaven hen de mogelijkheid om de wereld te zien en uiteindelijk om met de wereld te communiceren. Het lijkt nu zo natuurlijk voor ons, en we hebben de rekenkracht erachter om commando's zo eenvoudig te interpreteren als het veranderen van de muziek. We realiseren ons dat sensoren de interface gaan vormen tussen de digitale wereld en de echte wereld.

Mijn tweede baan was bij Apple. Daar kon ik de impact zien van het toegankelijk maken van technologie voor de massa en niet iets hebben dat gewoon een soort esoterisch was, alleen voor de geeks en alleen voor de early adopters om echt te zien.

Een van mijn favoriete herinneringen was letterlijk in een restaurant [waar] ik een opa en zijn kleindochter naar iets op een iPhone zag kijken. Je had letterlijk een 70-iets en een vier-iets die naar iets op een iPhone keek, en een 70-iets en een vier-iets met behulp van een computer, en we hadden dat ingeschakeld. [Slechts] vier jaar eerder zouden geen van beiden computergebruikers zijn geweest. [Nu] gebruikten ze niet alleen een computer, maar ze hadden zo'n goede ervaring dat de moeder een foto van hen nam.

De technologie overstijgt en wordt transparant. Dus als ik kijk naar waar ik heen probeer te gaan, vooruit te gaan, is het … hoe we die technologie gewoon laten verdwijnen in [de omgeving] om ons heen tot waar we niet langer verbaasd zijn dat technologie werkte of iets deed. Het wordt gewoon natuurlijk.

Terugkomend op het concept van de spraakinterface:het computertoetsenbord is 140 jaar oud, als je teruggaat naar de tijd dat typemachines werden uitgevonden. Mijn zoon, die acht is, kijkt naar een toetsenbord [en] ziet maar één knop. Het is de Siri-knop of de Ok Google-knop. [Zijn verwachting is:] "Ik ga er gewoon op drukken en ermee praten, en het werkt gewoon." Met die verwachting, hoe gaat het eruit zien als de technologieën gewoon naar de achtergrond verdwijnen en we efficiënter zijn en betere en veiligere ervaringen hebben?

EETE :In 2017 maakte TDK zijn sensorambities duidelijk toen het InvenSense en zijn sterke softwareteam overnam, goed thuis in AI, voorspellende controle en bewegingsanalyse. Hoe is de InvenSense-technologie ingezet in de smartphone- en IoT-bedrijven van TDK?

Hartwell :Hopelijk zal er een voordelige relatie zijn.

We waren een jong fabelbedrijf. We begrepen de sensoren en het belang van de software heel goed. TDK is een materialen- en productiebedrijf, fundamenteel gedreven door kwaliteit. Er is een Japans woord dat we gebruiken, monozukuri, wat betekent "als je iets wilt bouwen, bouw het dan goed." We hebben het nu over het concept van kotozukuri, wat het idee is dat als je iets wilt bouwen, het goed bouwt maar met een doel bouwt, iets voor de klant probeert te doen, de behoeften van de klant begrijpt. Het stelt ons in staat om over de hele verticale lijn te kijken, van de grondstoffen die nodig zijn om iets te bouwen, wat fundamenteel is voor de kwaliteit en prestaties, helemaal tot aan hoe die ervaring onze klanten en de klanten van onze klanten gaat beïnvloeden.

Het was een geweldige mix van twee verschillende competenties en sterke punten. Samen zijn we veel meer dan [we waren] toen we uit elkaar waren, omdat we dat systeemniveau nu in alle sectoren hebben, of het nu in IoT is, in de auto-industrie of in consumentenelektronica. We hebben een betere toolset om de hele markt aan te vallen.

EETE :Wat zijn de volgende stappen in de InvenSense-uitbreiding van TDK op het gebied van productontwikkeling en technologische roadmap?

Hartwell :Er wordt momenteel veel gewerkt aan ultrasoon geluid. Vóór de overname hadden we binnen InvenSense een zeer mooie ultrasone vingerafdruksensor, verworven door TDK [toen het InvenSense kocht]. We hebben [sinds] een ander bedrijf overgenomen, Chirp. Het past uitstekend binnen TDK vanwege de kennis van TDK op het gebied van ultrasone materialen. [The Chirp business] is een van de zeer grote business units binnen TDK. Het is dus gewoon het perfecte huwelijk van nieuwe materialen, nieuwe MEMS-apparaten die samenkomen, en ik denk dat we daar de toepassingsruimte zien exploderen. We hoorden op de [MEMS &Sensors Executive Congress]-conferentie van vorig jaar dat elektrostatische actuatoren ver zijn gegaan, en nu zal het piëzo-elektrische spul ons misschien naar de volgende stap brengen.

Voor mij persoonlijk vind ik de uitbreiding leuk omdat we nu niet alleen naar sensoren kijken, maar we kijken [ook] naar actuatoren, [met] het Chirp-apparaat dat een geluid maakt en dan kijken naar de echo die terugkomt. Het zijn zowel de sensoren als de actuatoren.

Terug naar mijn oorspronkelijke opmerking over sensoren die computers slimmer maken om te voelen wat er aan de hand is, als je kunt manipuleren wat er aan de hand is, is dat echt de volgende stap in de richting van activering. Voor ons is echografie een eerste stap naar activering, naar slimme systemen die dingen in de fysieke wereld kunnen beïnvloeden. Dat is de richting waar we nu naar kijken.

EETE :Als CTO houd je waarschijnlijk een oogje in het zeil wat er uit onderzoekslabs komt. Welke interessante MEMS- en sensortechnologieën, met uitzondering van TDK's, heb je onlangs gezien?

Hartwell :Voor mij is een van de plaatsen medtech - niet noodzakelijk de bioMEMS om laboratoriumapparatuur te vervangen, maar meer massamarkt, met dingen die we thuis of met een draagbaar apparaat kunnen doen. Dat is waar ik op let. Het is logisch om te zeggen dat u ergens over 20 tot 40 jaar [een continu] diagnostisch monitoringsysteem zult dragen. De vraag is hoe je daar komt, welke stappen we moeten nemen om ons daar te krijgen.

De andere is de explosie van optische sensoren. We zien dit in LiDAR, in 3D-beeldvorming met gestructureerd licht. Het leuke aan deze technologieën is dat er veel is ontwikkeld voor automotive. De reden dat we nu allemaal versnellingsmeters in onze telefoons hebben, is omdat ze zijn begonnen voor de auto-industrie.

Je gaat speelgoed met radar krijgen. Ik kan niet wachten om te zien wat de speelgoedjongens denken als je plotseling een radar in een speelgoedrobot kunt stoppen. Ik kan niet wachten om te zien waar optische 3D-detectie, radar en LiDAR naartoe gaan, vooral in de speelgoedruimte.

EETE :Op het MEMS &Sensors Executive Congress heeft de Technology Showcase het bewustzijn van de nieuwste MEMS- en sensortechnologieën en -toepassingen vergroot, waaronder een DNA-zoekmachine en een 4D LiDAR voor autonome voertuigen, evenals draagbare biosensoren voor de gezondheidszorg. Heeft u een afhaalrestaurant over de technologie die u met ons wilt delen? Heeft een van de startups je aandacht getrokken?

Hartwell :Je krijgt mensen te zien die zo in een idee geloven, dat ze hun vermogen om eten op tafel te zetten op het spel zetten om dat idee na te streven. Ik ben momenteel erg bezig met AR en VR. Ik geloof dat de manier waarop we ervaringen gaan opnemen en delen met mensen, VR in de handen van niet-gamers zal brengen. Gaming zal er altijd zijn, maar dat is niet wat de markt zal aandrijven. Ik probeer te kijken hoe we dat probleem kunnen oplossen … Waar zijn de sensoren? Hoe gaan we content maken voor VR? Daar zitten we nu vast. Je kunt een headset kopen, maar je weet niet waar je naar moet kijken. Het is net als in de tijd van zwart-wit-tv. Als je teruggaat naar de vroege tv-shows, [ze waren] vaudeville, want dat was entertainment. Het duurde 70 jaar om 'Game of Thrones' te bedenken.

Dus de vraag is hoe we versnellen [zodat] VR een platform wordt om te consumeren en te ervaren wat we voorheen niet konden doen. Ik denk dat het reizen wordt; het wordt winkelen [en] persoonlijke inhoud. Ik heb mezelf tijdens het skiën gedigitaliseerd en [vervolgens] mijn vader laten skiën met mij en zijn kleinzoon in VR. Hij zette de koptelefoon af, keek me aan en zei:"Ik had nooit gedacht dat ik met mijn kleinzoon zou gaan skiën." [Hij dacht niet:] "Dat was een coole foto die je me liet zien", [maar] "Ik ging skiën met mijn kleinzoon." Zo voelde hij zich echt.

EETE :Een gevoel van missie en doel filtert door je woorden, omdat je bereid lijkt om wat menselijkheid toe te voegen aan alles wat je aan het ontwikkelen bent.

Hartwell :Het zou voor ons natuurlijk moeten zijn om dat te doen. We vormen relaties met dingen die niet leven. Als ze beginnen te praten en op ons reageren, is het niet meer dan normaal dat we die ervaringen met die apparaten doen, [met] iets waar we ons mee kunnen identificeren. Voor mij zijn sensoren de lijm tussen de virtuele wereld en de echte wereld, dus we proberen robots sensoren te geven om ze in onze wereld te plaatsen, wat betekent dat ze moeten zien en horen, voelen en ruiken. En we proberen mensen in een virtuele wereld te plaatsen, wat betekent dat je de inhoud moet creëren. Sensoren zijn de lijm daar.

De volgende stap is wanneer slimme luidsprekers je door het huis volgen. Als de Sony Aibo alle dingen zou kunnen doen die Alexa kon, zou je plotseling het perfecte huisdier hebben, een metgezel. Het zou je volgen, zichzelf opladen. Het zou de muziek veranderen, voor de lichten zorgen, en als je valt, zou het naar je toe komen om te kijken of je in orde bent en om hulp roepen. Dat is wat we gaan krijgen, en ik kan niet wachten.

Autonome metgezellen, zo zou ik ze willen [karakteriseren]. En de technologie gaat verdwijnen.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times Europe.