Cho đến nay chúng ta đã nói về 3 công nghệ của Amazon Go: RFID, mã QR và Computer Vision. Như đã nói ở bài đầu về Amazon Store: nó kết hợp các công nghệ hiện có một cách tuyệt vời. Hôm nay sẽ nói về công nghệ Sensor Fusion.
Cảm biến là thiết bị phát hiện bất kỳ thay đổi nào về lượng điện, vật lý hoặc các đại lượng khác trong môi trường xung quanh, tùy theo bản chất cảm biến và cảnh báo về chúng.
Nếu nói về cảm biến, công nghệ này lấy cảm hứng từ chính thiên nhiên — từ cơ quan cảm giác của động vật và con người. Động vật nhận biết môi trường bằng cách đánh giá tín hiệu từ nhiều cảm biến đa diện. Con người kết hợp tín hiệu từ 5 giác quan (thị giác, thính giác, khứu giác, vị giác, xúc giác) với kiến thức môi trường để tạo và cập nhật mô hình động của thế giới. Khả năng tự nhiên融合 dữ liệu đa cảm giác đã tiến hóa cao ở nhiều loài động vật và được sử dụng hàng triệu năm. Ngày nay, ứng dụng khái niệm fusion trong lĩnh vực kỹ thuật đã hình thành một học thuật mới trải dài nhiều lĩnh vực khoa học.
Công nghệ cảm biến hiện đang được dùng để tạo ra máy mô phỏng con người bằng cách kết hợp nhiều cảm biến khác nhau. Công nghệ cho phép điều này là Sensor Fusion, tận dụng vi điều khiển (một "bộ não") để融合 dữ liệu riêng lẻ từ nhiều cảm biến, tạo ra góc nhìn chính xác và tin cậy hơn so với việc dùng dữ liệu từ từng cảm biến riêng lẻ.
Sensor fusion là phần mềm kết hợp thông minh dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhằm cải thiện hiệu suất ứng dụng/hệ thống. Kết hợp dữ liệu từ nhiều cảm biến khắc phục khuyết điểm của từng cảm biến riêng lẻ để tính toán thông tin vị trí và định hướng chính xác.
Cảm biến hiện được dùng rộng rãi trong nhiều ứng dụng: thiết bị di động thông minh, hệ thống ô tô, điều khiển công nghiệp, y tế, khai thác dầu, giám sát khí hậu. Tất cả cảm biến phân loại thành analog và digital. Dưới đây là các cảm biến thường dùng và ứng dụng:
Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor)
Thiết bị cho phép đo nhiệt độ dưới dạng tín hiệu điện (điện áp) gọi là Cảm biến nhiệt độ. Ví dụ: Thermistor, Thermocouple, Điện trở nhiệt, Cảm biến nhiệt độ Band Gap Silicon. Dùng trong công nghiệp, phòng thí nghiệm để kiểm soát nhiệt độ.
Cảm biến hồng ngoại (Infra-Red Sensor)
Cảm biến điện tử đo bức xạ hồng ngoại từ vật thể trong tầm nhìn gọi là IR Sensor hoặc Pyro-electric Sensor (PIR). Ví dụ phổ biến: Hệ thống tự động mở cửa. Cũng dùng trong điều khiển TV, điều hòa...
Cảm biến siêu âm (Ultrasonic Sensor)
Cảm biến siêu âm hoạt động tương tự SONAR và RADAR: giải mã tiếng vọng từ sóng radio/âm thanh để đánh giá đặc điểm mục tiêu bằng cách phát sóng âm tần số cao. Dùng điển hình: đo khoảng cách vùng không thể tiếp cận.
Cảm biến chạm (Touch Sensor)
Cảm biến chạm là công tắc kích hoạt bằng chạm. Có loại dựa trên loại chạm: điện dung, điện trở, piêzô. Ví dụ tốt nhất: Smartphone màn hình chạm. Laptop cũng sản xuất màn hình chạm.
Cảm biến khoảng cách (Proximity Sensor)
Cảm biến khoảng cách phát hiện 2 loại tính chất vật lý:
- Sự hiện diện hoặc vắng mặt của vật thể
- Kích thước hoặc hình dạng đơn giản của vật thể.
Ứng dụng hiện tại: cảm biến đỗ xe ô tô, hệ thống băng tải, thiết bị di động, hệ thống cảnh báo độ gần mặt đất cho an toàn hàng không, cảm biến đứt giấy máy giấy, vòi nước tự động...
Cảm biến áp suất (Pressure Sensor)
Cảm biến áp suất phát hiện và đo áp suất (thường là khí và lỏng). Trong mạch điện tử, cảm biến áp suất là mạch tích hợp đóng vai trò bộ chuyển đổi: tái tạo tín hiệu nhận được dưới dạng hàm số của áp suất áp đặt.
Một số dùng: thử độ cao, thử lực, thử rò rỉ, sửa đổi đầu ra transducer tỷ số, cảm ứng dòng chảy...
Cảm biến tốc độ (Speed Sensors)
Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ vật thể/phương tiện. Các loại: cảm biến tốc độ bánh xe, tốc độ kế, LIDAR, radar tốc độ mặt đất, Pitometer logs, radar Doppler, chỉ thị tốc độ không khí... Dự án đồng bộ tốc độ nhiều động cơ là ứng dụng phổ biến. Dùng làm bộ điều khiển tốc độ trong nhiều ngành: Công nghiệp (Máy trộn, Băng tải, Máy nén...), Đường sắt (kiểm soát kéo, kiểm soát tốc độ...), Petrochemical (Tuabin hơi, Quạt, Máy thổi...), Hàng hải (Hệ thống đẩy, Bơm chữa cháy, Bơm tim...) và nhiều lĩnh vực khác.
Cảm biến khói và khí gas (Smoke and Gas Sensors)
Cảm biến này phát hiện nhiều hạt khí và bật nguồn điện. Có thể phát hiện khí CO. Còi khói và còi gas hoạt động trên nguyên lý tương tự. Trong đám cháy, nhiều hạt khí tạo ra và kích hoạt cảm biến gas để còi cháy kêu.
Ứng dụng phổ biến nhất: Còi báo khói ở văn phòng và nhà ở.
Mạng Cảm Biến Không Dây (Wireless Sensor Network)
Khi các cảm biến kết nối Wi-Fi và kết hợp làm một hệ thống, gọi là Mạng Cảm Biến Không Dây. Phát triển WSN được thúc đẩy bởi ứng dụng quân sự như giám sát chiến trường; ngày nay dùng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng: giám sát quy trình công nghiệp, giám sát sức khỏe máy móc... Các ứng dụng WSN:
- Giám sát khu vực — triển khai nơi cần giám sát hiện tượng.
- Giám sát y tế — thiết bị đeo hoặc cấy.
- Giám sát ô nhiễm không khí — triển khai nhiều thành phố theo dõi nồng độ khí độc.
- Phát hiện sạt lở — hệ thống phát hiện chuyển động nhẹ của đất và thay đổi tham số trước/khi sạt lở.
- Giám sát Trung tâm dữ liệu — Do lượng dữ liệu lớn, cabling và IP thường gặp vấn đề. Gắn cảm biến nhiệt độ không dây cho rack để giám sát nhiệt độ.
- Sản xuất rượu vang — mạng cảm biến giám sát sản xuất rượu vang cả ở đồng ruộng và hầm rượu.
Trên đây là tổng quan về cảm biến và Sensor Fusion. Còn về Amazon Store, sự chờ đợi sẽ sớm kết thúc. Chờ đón xem công nghệ hoạt động ra sao ở đó.