شركة إس تي ميكروإلكترونيكس السويسرية تطلق وحدة dToF ومستشعرات CMOS بدقة 5 ميجابكسل

أخبار ar.wedoany.com، في الإحاطة الإعلامية العالمية الأخيرة حول تقنيات التصوير، أوضحت شركة إس تي ميكروإلكترونيكس (STMicroelectronics) السويسرية رؤيتها لتقنيات التصوير في عصر الذكاء الاصطناعي، وأطلقت منتجين جديدين: وحدة مدمجة لقياس وقت الرحلة المباشر (dToF) بتقنية LiDAR ثلاثية الأبعاد مخصصة لأنظمة الذكاء الاصطناعي الطرفي، بالإضافة إلى سلسلة من مستشعرات الصور CMOS بدقة 5 ميجابكسل. تستهدف هذه المنتجات مجالات تطبيقية مثل الروبوتات، والأتمتة الصناعية، وسلامة السيارات، والمباني الذكية، والأجهزة القابلة للارتداء، وإنترنت الأشياء، بهدف تسريع نشر أنظمة الرؤية الذكية، وتقريب معالجة البيانات من الحافة، مع تعزيز حماية الخصوصية وتقليل تعقيد الأنظمة.

أشار ألكسندر بالميفريزول، نائب الرئيس التنفيذي لمجموعة التصوير الفرعية في إس تي ميكروإلكترونيكس، إلى أن الذكاء الاصطناعي يغير بشكل جذري دور مستشعرات الصور. ففي الماضي، كانت المستشعرات تُستخدم بشكل أساسي لالتقاط صور عالية الجودة يعرضها البشر؛ أما اليوم، فتُطلب منها توفير معلومات قابلة للفهم بواسطة الآلات، مما يمكنها من استشعار البيئة واتخاذ القرارات في الوقت الفعلي. في شركة ST، تتحول مستشعرات التصوير إلى أجهزة استشعار ذكية قادرة على قياس العمق، واكتشاف وجود الأشخاص، والتحقق البيومتري، واستشعار السياق، حيث يمكن استخدام بياناتها مباشرة بواسطة خوارزميات الذكاء الاصطناعي للمعالجة محليًا، مما يدعم تطبيقات مثل الروبوتات المستقلة، والفحص الصناعي، والمباني الذكية.

تتمثل استراتيجية ST في تجنب المنافسة الشديدة في سوق مستشعرات RGB التقليدية، والتركيز بدلاً من ذلك على تقنيات الاستشعار المتخصصة التي تقدم قيمة أكبر على مستوى النظام. تدور منتجاتها حول ثلاث سلاسل رئيسية: FlightSense لاستشعار العمق بتقنية وقت الرحلة، وBrightSense للرؤية الحاسوبية، وSafeSense لسلامة السيارات. على عكس الشركات الأخرى، تتبنى ST نموذج الشركة المصنعة المتكاملة للأجهزة (IDM)، حيث تتحكم في العملية بأكملها بدءًا من تصميم البكسل وعملية CMOS وصولاً إلى التغليف والبصريات والتكامل على مستوى النظام. وبالاقتران مع وحدات التحكم الدقيقة STM32 والدعم البرمجي، تقدم ST حلول استشعار كاملة وليست مستشعرات صور مستقلة، مما يساعد العملاء على تقليل تعقيد التكامل وتسريع التطوير.

الوحدة الجديدة VL53L9 FlightSense هي أول وحدة متكاملة بالكامل من ST لقياس وقت الرحلة. تجمع هذه الوحدة بين مستشعر SPAD ومصدر الليزر والبصريات والمعالجة على الرقاقة وإدارة الطاقة والمعايرة المصنعية في وحدة مدمجة، مما يقلل بشكل كبير من التعقيد الهندسي لدى العملاء. يصل مدى قياس المسافة لهذه الوحدة في الأماكن المغلقة إلى 9 أمتار، وتعمل بسرعة تصل إلى 100 إطار في الثانية، وتدعم 54×42 منطقة استشعار، وتوفر دقة زاوية تبلغ درجة واحدة، مع القدرة على اكتشاف الأجسام على مسافة تصل إلى 5 سنتيمترات. البيانات العميقة التي تولدها هي بيانات منخفضة الدقة، تركز على شكل الجسم والمسافة بدلاً من الهوية الشخصية، مما يتيح اكتشاف الإشغال، وإحصاء الأشخاص، والتعرف على السقوط مع الحفاظ على الخصوصية.

خلال الإحاطة، عرضت ST معالجة ذكاء اصطناعي متقدمة تعمل على وحدة التحكم الدقيقة STM32H5. يستخدم النظام بيانات وحدة FlightSense للكشف المتزامن عن وجود الأشخاص، والتعرف على السقوط، وتمييز وضعيات الجسم، وإحصاء عدة أشخاص، ويعمل بسرعة 30 إطارًا في الثانية، مع استهلاك محدود لذاكرة الوصول العشوائي وموارد الفلاش. يشير هذا إلى أن أعباء عمل الذكاء الاصطناعي المعقدة تنتقل بشكل متزايد إلى الأجهزة الطرفية منخفضة الطاقة، مما يقلل من استهلاك الطاقة، وزمن الوصول، وتكاليف النظام، ويعزز الخصوصية.

بالنسبة للرؤية الآلية، أطلقت ST سلسلة BrightSense الجديدة من مستشعرات الصور CMOS بدقة 5 ميجابكسل. تستخدم هذه السلسلة بكسلات كبيرة بحجم 2.25 ميكرومتر لزيادة الحساسية والحفاظ على انخفاض الضوضاء، ويتمثل أبرز ابتكاراتها في تقنية الغالق الهجين، التي تسمح لنفس المستشعر بالعمل في وضعي الغالق الدوار والغالق الشامل. يُستخدم الغالق الدوار للتصوير التقليدي، بينما يلغي الغالق الشامل تشوه الحركة للأجسام سريعة الحركة. يدعم المستشعر أيضًا التصوير بالألوان (RGB)، والأحادي اللون، والأشعة تحت الحمراء القريبة، وهو موجه لتطبيقات مثل الأتمتة الصناعية، والرؤية الآلية، ومراقبة المدن الذكية. كما أكدت ST على الدور الرئيسي لتقنيات البصريات السطحية الفائقة والتكديس ثلاثي الأبعاد في تحسين أداء المستشعرات وتقليل حجم النظام. تستخدم البصريات السطحية الفائقة هياكل بصرية فائقة الرقة للتحكم في الضوء، بينما يفصل التكديس ثلاثي الأبعاد بكسلات التصوير عن دوائر المعالجة، مما يؤدي إلى وحدات أكثر إحكامًا وتضمين وظائف معالجة صور متقدمة.

ترى ST أن الفرص الرئيسية لتقنيات التصوير بالذكاء الاصطناعي تكمن في المجالات التي تتطلب إدراكًا بصريًا موثوقًا مع قيود على استهلاك الطاقة والموارد الحاسوبية، مثل الروبوتات الصناعية، والروبوتات المتنقلة المستقلة، والروبوتات البشرية، وأجهزة الواقع المعزز/الواقع الافتراضي، وأنظمة السيارات المتقدمة. بالنظر إلى المستقبل، ترى الشركة أن مستشعرات الرؤية لن تنقل كميات كبيرة من بيانات الصور الأولية بعد الآن، بل ستقوم بمعالجة البيانات محليًا. يركز هذا الهيكل على دقة أقل، واستهلاك طاقة أقل، ومعالجة ذكاء اصطناعي مدمجة، حيث ستتطور المستشعرات إلى أنظمة إدراك ذكية تنقل فقط المعلومات الأكثر صلة إلى المعالج الرئيسي، مما يؤدي إلى ظهور جيل جديد من الأجهزة المستقلة والمتصلة.