O sensor de qualidade do ar incorpora recursos de IA

A pandemia Covid-19 enfatizou a importância de melhorar a qualidade do ar interno. Seja em casa, no escritório ou no transporte público, é mais importante do que nunca garantir que o ar que respiramos seja limpo e seguro. A Bosch Sensortec desenvolveu um sensor MEMS ambiental e um software baseado em IA para reduzir o risco de infecção por vírus.

BME688 da Bosch Sensortec
Os sensores MEMS abriram caminho em nossa vida cotidiana. No entanto, para continuar a fornecer valor aos clientes, a Bosch Sensortec está convencida de que um foco mais forte no co-design de hardware-software é necessário usando algoritmos avançados e IA incorporada.

Para a Bosch Sensortec, o software do sensor se tornará cada vez mais inteligente, transformando os sensores MEMS em sistemas mais precisos, mais seguros e personalizados que podem ajudar o usuário a se adaptar a qualquer situação. O software agrega valor não apenas ao sensor, mas também a todo o sistema, disse Ralf Schellin, vice-presidente e chefe da área de produtos MEMS da Bosch Sensortec, no recente MWS 2021 MEMS Titans Webinar.

4 em 1

Com cada respiração exalada, pequenas gotas são emitidas no ar. Se alguém estiver infectado, gotículas respiratórias e transmissão pelo ar podem levar o vírus para outras pessoas. Quanto mais baixa a umidade ou temperatura ambiente, mais tempo os aerossóis podem permanecer no ar, disse Schellin.

O BME688 da Bosch Sensortec é um sensor MEMS de qualidade do ar que combina quatro recursos de detecção - gás, umidade, temperatura e pressão barométrica - com capacidade de IA.

O sensor de gás pode detectar compostos orgânicos voláteis (VOCs), compostos de enxofre voláteis (VSC) e outros gases como monóxido de carbono e hidrogênio na faixa de parte por bilhão (pbb).

Embora o sensor BME688 não detecte o vírus Covid-19, “ele pode ajudar a reduzir significativamente o risco de infecção medindo VOCs, umidade e temperatura”, disse Schellin. Por uma ventilação controlada por concentração, tanto o risco de infecção quanto o impacto podem ser reduzidos significativamente. “No final, dá uma espécie de sinal para abrir a janela ou ligar o filtro de ar, ou você pode configurar um sistema automático na área.”

Software baseado em IA

O BME688, ou o que a Bosch Sensortec chama de "nariz digital", pode detectar gases medindo suas impressões digitais eletrônicas exclusivas e distinguir diferentes composições de gases. Primeiro, o sensor deve ser ensinado sobre esses diferentes gases, o que significa que ele precisa ser treinado usando métodos de aprendizado de máquina. É aí que entra o software BME AI-Studio da Bosch Sensortec. Ele permite que os clientes explorem e verifiquem seus casos de uso específicos. Eles podem coletar medições de gás, treinar algoritmos de aprendizado de máquina e exportar um algoritmo final para ser usado com a biblioteca BME em seu projeto.

“Você pode investigar seus próprios casos de uso e treinar o sistema exatamente para esse caso de uso”, disse Schellin.

Por operação cíclica de temperatura dos MEMS de gás do BME688, diferentes misturas de gás podem ser reconhecidas e classificadas. (Fonte da imagem:Bosch Sensortec)

Em configurações padrão, a empresa disse que a presença de VSCs é detectada como um indicador para, por exemplo, crescimento de bactérias. O scanner de gás pode ser personalizado em relação à sensibilidade, seletividade, taxa de dados e consumo de energia. O BME688 tem uma função de scanner de gás, e a ferramenta BME AI-Studio permite aos clientes treinar o scanner de gás BME688 em sua aplicação específica, como eletrodomésticos, produtos IoT ou casas inteligentes, disse a empresa.

O software em si é executado no processador do aplicativo, que não é integrado, disse Schellin. “Temos o MEMS, temos o ASIC com uma certa funcionalidade. Mas a emulação geral está sendo executada no processador do aplicativo. É apenas uma questão de tempo para que ele possa ser executado no próprio dispositivo. Já mostramos isso com o sensor de movimento BHI, onde ele está sendo executado no dispositivo integrado. Então, não é que não somos capazes de fazer isso. Atualmente não está funcionando nele. ”

A Bosch Sensotec disse que está fornecendo um kit de desenvolvimento compatível com o Adafruit.

3,0 x 3,0

O sensor BME688 está alojado em um pacote compacto, medindo apenas 3,0 x 3,0 x 0,9 mm. Tomando o exemplo do magnetômetro BMM150 da empresa de 1,56 x 1,56 x 0,6 mm, Schellin disse estar confiante de que o tamanho poderia ser reduzido ainda mais. Uma vez que o limite físico é alcançado, no entanto, “você adiciona mais e mais inteligência e mais funcionalidade, mas definitivamente ainda não chegamos lá”.

Desde o design e embalagem do sensor até os algoritmos de IA incorporados, a Bosch Sensortec disse que tudo é feito internamente para maximizar as sinergias de cointegração. Se, por exemplo, “você precisa ir para um consumo de energia extremamente baixo, mas não conhece o hardware, você não lerá o nível de energia que pode atingir”, ilustrou Shellin. “Isso não significa que não estejamos trabalhando com parceiros, mas neste caso tentamos desenvolver tudo sozinhos.”

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times Europe.

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