الابتكار الذكي في مجال الاستشعار اللاسلكي: "وايز"

تصميم يهونغ تشي وأليكس تشي يجمع بين الذكاء الاصطناعي والأجهزة لتحقيق التكامل بين الإنسان والآلة

تم تصميم الأجهزة اللاسلكية الذكية "وايز" بناءً على التقدم العلمي والتكنولوجي الذي يمكن البشرية من العيش بصحة وطول العمر، ولكن الأدوات المتاحة اليوم لا تستطيع فك غموض الحيوية والسلوك البشري. تستغل "ميركو" التكنولوجيا الحديثة في مجال الذكاء الاصطناعي والأجهزة لربط الأشياء والبيئات بالأشخاص، مما يفتح الباب أمام إنشاء نظام فعال للأشياء الذكية المتصلة بالإنترنت. وتتضمن الابتكارات في هذا المجال القضاء على التداخل الداخلي والضوضاء البيئية وتصميمات النظام القوية التي تمكن الأجهزة من قياس العلامات الحيوية المجاورة دون الحاجة إلى ارتداء أجهزة، مما يكمل التكامل الصحيح بين الإنسان والآلة.

تجمع الأجهزة اللاسلكية الذكية "وايز" بين الابتكارات الفريدة في مجال الأجهزة والحوسبة لقياس نبضات القلب ومعدل التنفس والعلامات الحيوية الأخرى بدقة عالية دون الحاجة إلى ارتداء أجهزة. وتشمل الابتكارات تقليل التداخل اللاسلكي وتركيب سبعة هوائيات في مساحة حجمها مثل العملة. وتعتمد الحوسبة الحديثة على عزل إشارات الاستشعار من الضوضاء البيئية وقياس الإيقاعات الدقيقة مثل نبضات القلب، بطريقة غير متداخلة، من متر بعيد.

تتألف العملية التصميمية من ثلاث خطوات تشمل القبض على البيانات، تجميع المعلومات، وتراكم المعرفة. تمكن الابتكارات في مجال الأجهزة، بما في ذلك أنظمة الهوائيات الرائدة في الصناعة، من القبض على بيانات الإنسان بدقة. ثم تحول خوارزميات البرمجيات الخاصة البيانات إلى معلومات وتميز السلوك البشري. وأخيراً، تبني الذكاء الاصطناعي المتقدم وحسابات التعلم الآلي نماذج لفهم السلوك البشري، مما يمكن من الكشف المبكر عن الأمراض وتمكين نظام الإنسان والآلة.

يمكن تركيب الاستشعار في المنتجات الحالية، والسيارات، والأجهزة الإلكترونية. الحجم مرن، ويمكن تكييف مجموعة الهوائي لتناسب التطبيقات والبيئات الفريدة. الاستشعار المستقل يقيس 4 سم × 4 سم وله عرض 2 مم. باستخدام تردد mmWave، وبالأخص 60GHz، يمكن لهذا الاستشعار تحقيق نتائج تقريباً مثالية حتى 3 متر. بعد ذلك، يمكن للمستشعر تغطية غرف متعددة لقدرات الكشف عن الوجود.

تم بدء تطوير "وايز" في عام 2017 في واترلو، كندا، وأصبح المنتج التجاري الأول متاحًا في سبتمبر 2020. حاليًا، يتم دمج "وايز" في صناعة السيارات والمنازل الذكية.

ركزت الأبحاث على ثلاثة مجالات رئيسية. تغوص الأبحاث والتقدم في مجال الأجهزة المحمية بالملكية الفكرية في تقليل الضوضاء الداخلية للنظام وزيادة مكاسب الهوائي، مما يؤدي إلى أداء الأجهزة الرائد في الصناعة. تزيل خوارزميات البرمجيات الضوضاء البيئية للحصول على قياسات دقيقة للموضوع (المواضيع) المقصود. أخيراً، يتيح الذكاء الاصطناعي الخاص تعلمات لفك تشفير المعلومات إلى رؤى صحية ووجودية قابلة للتمييز.

تتمثل التحديات الأكبر في التغلب على التداخل في النظام للحصول على بيانات حيوية ذات قيمة دون الحاجة إلى ارتداء أجهزة. باستخدام الرادار، يعتبر قياس الطائرات في السماء معقدًا، ولكن قياس شيء صغير مثل نبضات القلب، حتى تحت الملابس، أكثر تعقيدًا بشكل أسي. تحسن الضوضاء الداخلية للنظام على نظريات حازت على جائزة نوبل لتقليل كل الضوضاء في النظام، لتحقيق قياس العلامات الحيوية اللاسلكية. حاليًا، تتميز هذه الحلول بدقة رائدة في الصناعة بفضل الاختراقات في مجال الفيزياء.

تم منح هذا التصميم جائزة الفضة في جائزة A' للهندسة المنتجة والتصميم الفني في عام 2021. تُمنح جائزة الفضة A' Design للتصميمات الرائعة والمبدعة والمحترفة بشكل ملحوظ التي توضح الخبرة المتميزة والابتكار. هذه التصميمات، التي تُعجب بخصائصها الفنية القوية والمهارة الفنية الرائعة، تظهر مستوى متميز من التميز وتقدم مشاعر إيجابية، والدهشة، والتعجب.