Energiezuinige radarchip kan gebouwen slimmer maken

Onderzoekers van Imec hebben een radarchip ontwikkeld die minder dan 1 milliwatt verbruikt. Het onderzoeksinstituut spreekt van een ‘doorbraak in de realisatie van goedkope sensoren voor slimme gebouwen’.

Om de menselijke activiteit in een gebouw gade te slaan, kan je in iedere hoek een camera ophangen, of je kan radar inschakelen. Dat laatste is een privacyvriendelijkere oplossing, want mensen zijn niet herkenbaar op radarbeelden – niet onbelangrijk in bijvoorbeeld ziekenhuizen, hotels of kantoren.

Radar heeft nog een hele rits voordelen. De technologie maakt het in principe mogelijk om personen door muren heen te detecteren, waardoor je er meteen meerdere ruimtes mee kan bestrijken. Daarnaast is radar ook beter geschikt om beweging, snelheid en afstand waar te nemen, ook als het donker is of in noodsituaties (bijvoorbeeld bij rookontwikkeling). Radar kan bovendien ook microbewegingen detecteren, zoals de hartslag of het op- en neergaan van de borstkas tijdens het ademen.

Waarom radaroplossingen dan nog niet doorgebroken zijn? De technologie is te duur en ze slurpt te veel energie.

Een nieuwe radarchip, ontwikkeld door Imec-onderzoekers van het Holst Centre in Eindhoven, moet daar echter verandering in brengen. “Deze chip is gebaseerd op standaard chiptechnologie waardoor ze beter kan worden geïntegreerd met andere systeemcomponenten op de chip en goedkoper geproduceerd kan worden, en ze verbruikt zeer weinig energie. De radar werkt op een relatief lage frequentie (8GHz), waardoor hij een laag energieverbruik combineert met een groot bereik. Zo kunnen microbewegingen tot op vijf meter worden gedetecteerd, en grotere bewegingen zelfs over een afstand van twintig meter”, kondigt Imec aan in een persbericht. De sensor verbruikt minder dan 1 milliwatt, wat volgens het onderzoeksinstituut honderd keer minder is dan vergelijkbare oplossingen.

Hulpdiensten automatisch bellen

“Met deze nieuwe radar hebben we een geweldige oplossing om innovatieve toepassingen te maken voor slimme gebouwen. Denk bijvoorbeeld aan het tellen van mensen, het detecteren van aanwezigheden voor klimaat- en luchtregeling, het mogelijk maken van snellere respons van hulpdiensten bij noodgevallen, zoals het lokaliseren van slachtoffers in de ruimte tijdens een startende brand, of het alarmnummer automatisch bellen wanneer een bejaarde valt, of de perimeter van een industriële installatie gerespecteerd wordt… ,” zegt Barend van Liempd, programmaverantwoordelijke bij imec Nederland.

“We zijn nu op zoek naar partners, zoals ontwikkelaars van innovatieve sensoren in IoT, domotica, automotive,… , chipfabrikanten of bedenkers van toepassingen die vroeg in deze markt willen instappen en die met ons deze nieuwe technologie willen optimaliseren in een gezamenlijk onderzoeksprogramma.”

Inbrekers detecteren

Eerder demonstreerde Imec in haar Home Lab op het technologiepark van Zwijnaarde al mogelijke toepassingen op basis van radartechnologie. Bedrijven komen er bijvoorbeeld valdetectiesystemen uittesten. Er wordt ook geëxperimenteerd met het registreren van iemands slaappatronen door de ademhaling op te meten met radar (waardoor het niet meer nodig is om allerlei sensoren op het lichaam te kleven voor het slapen gaan).

In een andere kamer registreren radargolven het bewegingspatroon van iedereen die er naar binnen wandelt. Op basis van het tempo van iemands stappen of de mate waarin iemand met zijn armen zwiert, wordt een patroon opgemeten. Met die data wordt een neuraal netwerk getraind, dat daardoor steeds beter het bewegingspatroon van de bewoners leert kennen. Registreert dat systeem een patroon dat niet overeenkomt met dat van een bewoner? Dan heeft het misschien wel een inbreker betrapt. Op die manier zou je in de toekomst je huis kunnen beveiligen zonder dat een camera al je doen en laten hoeft te filmen.