人机交互再升级！毫米波雷达成为可穿戴设备手势控制新窗口

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）作为非接触式传感技术，毫米波雷达正在智能家居、智能汽车等领域各显神通。据中国汽车工业协会数据提到，在汽车智能化的发展趋势下，2025年相关市场规模将达253亿元，年复合增长率为23%。此外，研究机构数据显示，预计到2024年，家居雷达到2024预计可达105亿元。除了上述市场之外，毫米波雷达正在向医疗健康监护、智能穿戴等应用场景扩展。

基于毫米波雷达，智微科技在近期带来了一款3D手势辨识系统单芯片方案——K60168，并将其应用在TWS耳机上，为可穿戴设备带来新的传感控制方式——手势控制。随着不同技术的使用，可穿戴设备也迎来了升级迭代。

智能穿戴新赛道：手势控制音量
当前市场上应用较多的感测技术包含：毫米波雷达、摄像头搭配远红外线、超声波及微波，各自都有其特点和优缺点。其中摄像头容易受到环境光线环境影响，且会形成图像信息，相对较有隐私疑虑；超声波分辨率较差，且易受到环境温度影响；微波因为频段几乎已被占据，应用场景有限。

相对来说，毫米波雷达能避开这些问题，不会产生任何影像信息，能保障用户隐私安全、它的抗干扰能力极强，不仅不受环境光线影响，黑夜中也能使用，且对环境适应力佳，在雨、雾、烟的环境中也能正常使用。毫米波雷达具备超强的感测能力和分辨率，能够侦测亚毫米等级的细微动作，例如呼吸、心跳等，以及未来智能家居等室内应用领域。据了解，智微科技的K60168正是基于毫米波雷达的单芯片方案。

智微科技副总经理林明正在接受电子发烧友采访时提到，毫米波雷达侦测具备辨识精度高的优势，可在3D空间分辨几厘米的变化，同时还具备不受光线干扰的抗干扰性，不受遮蔽物影响，更重要的是其耗电低、整体模块体积小，容易嵌入各种应用装置。正是基于这样的优势，K60168等毫米波雷达解决方案可应用于穿戴装置的手势辨识，家居安全侦测（如跌倒，生命特征，入侵等），工控安全侦测（如无人搬运车，机器手臂等）以及车室内生命特征侦测等应用场景。

智微科技副总经理林明正

在智微科技之前，谷歌曾在2019年发布的Pixel 4手机上使用了一颗名为Soli的60Ghz毫米波雷达，实现了隔空手势交互功能，据了解，Soli由英飞凌提供。在这之后，业内开始研究60Ghz毫米波雷达芯片在消费类睡眠诊断技术(CST)上的相关应用，谷歌也曾表示内置睡眠分析功能的雷达芯片会是消费类睡眠诊断技术被广泛应用的关键。这项功能最终与智能手表结合，例如 Apple Watch和Fitbit Sense等智能手表就具备了睡眠情况跟踪功能。

回到TWS耳机应用领域，压力传感器、实体按键是TWS耳机实现功能主要器件，林明正提到，耳机本体的体积小，按键小，位置不容易记得；而压力传感器会出现按压时对耳朵造成压力或误触的状况，甚至因为碰触到耳机而导致耳机掉落等问题。这些对于好不容易调好一个舒适的耳机位置的用户来说，均严重影响使用者体验。“使用无接触式的毫米波雷达技术，加上AI手势辨识，可以让耳机操作的人机界面变得更直觉且友善。”

此前，毫米波雷达产品因整体模块体积大、耗电高、天线设计难度高等种种技术与成本问题，难以大量推广。为了解决上述问题，智微科技的K60168是业界首个集成毫米波雷达以及AI加速器的全整合嵌入式系统，可在芯片端完成数据处理，此外，K60168通过内建天线的方式在提高精准度、降低干扰性的同时也让传播更加稳定。与谷歌Soli一样的是，为了实现产品小型化，方便嵌入各种应用装置，K60168同样采用了AiP封装技术，以借此打开更多的应用市场。


人机交互打开毫米波雷达新市场
那么，接下来毫米波雷达技术还会打开哪些市场？在可穿戴设备领域，林明正认为穿戴设备将更着重于人性化直觉的操作，例如耳机，除了带给用户听觉感官的加强外，更智能化的操作也会是接下来这些制能穿戴厂所追求的；也许将会走向多种人工交互的大融合，例如结合将语音识别与手势识别进行整合。

在医疗级领域，毫米波雷达被用于非接触式生命体征传感技术中。生命体征传感技术主要分为皮肤接触式、非皮肤接触式两大类，前者主要是PPG、ECG、EEG等技术，无创血糖监测智能手表通常会用到PPG（光电容积脉搏波描记法）；后者主要是BCG（心冲击图）、毫米波雷达两种技术。相较消费级，医疗级的应用显然更加值得期待。

如今，随着技术的发展，具备更高精度、更高速信号处理能力的毫米波雷达技术正在逐步应用到生命体征监测中。林明正提到，毫米波雷达建构的手势辨识，提供了一个全新、友善的人机接口。

在人机交互的背景下，除了TWS耳机的手势控制，医疗健康的监测，汽车内的人机交互也是毫米波技术的应用方向，例如智慧座舱内中控台的手势操控、车内的生命感测、车外的脚踢尾门等都将是未来可发展的方向。