Kyocera는 사람의 심장 박동과 호흡 변화, 기계나 건물의 미세한 진동, 동작(Motion)을 비접촉 고정밀도로 감지할 수 있는 센서 시스템 “비접촉 인텔리전트 밀리파 센싱 시스템”을 개발했다.

▲ (그림1) 비접촉 인텔리전트 밀리파 센싱 시스템
오른쪽이 밀리파 센서 본체, 왼쪽이 전원 등의 외부장치다.
데이터 처리는 기본적인 것을 제외하고 컴퓨터나 엣지 단말기, 클라우드 시스템으로 실시한다.

밀리파 센서를 사용한 시스템으로 측정 대상에서 반사되어 되돌아온 수신 신호의 주파수 변화, 즉 도플러 효과에서 진동을 추출한다. 마이크로 미터 단위의 진동을 감지할 수 있다는 점에서 사람의 심장 박동이나 호흡 변화 등의 미세한 진동을 파악할 수 있다. 2023년 샘플 출하를 목표로 한다.

Kyocera에 따르면 사람의 심장 박동의 경우 1.5m 정도의 거리에서 감지할 수 있다. 앞으로는 2~3m로 감지 가능한 거리를 늘릴 방침이다. 다만, 기계나 건물 등에서 발생하는 진동 등 보다 큰 진동은 훨씬 멀리서도 감지할 수 있다. 사용하는 밀리파 센서의 감지각은 수평 약 ±90도, 수직 약 ±10도다. 주파수 대역은 60GHz 대역을 사용한다. 시간 분해능은 0.1ms 이하다.

시간 분해능이 높기 때문에 심장 박동이나 호흡을 센싱할 수 있게 되었다. 심장 박동 간격의 감지 오차는 ±10ms 이하, 심장 박동 변동 스펙트럼의 감지 오차는 ±10% 이하로, 모두 심전도계에 의한 측정값과 비교했을 때의 오차값이다. 심장 박동과 호흡은 옷이나 침낭, 담요, 얇은 이불 위에서도 센싱할 수 있다.

또한 심장 박동 간격의 고주파 변동을 고정밀도로 재현할 수 있게 되었기 때문에, 감정 분석 등에 대한 활용도 기대할 수 있다고 한다. 해당 센서 시스템은 차량용으로는 유아의 방치 감지나 운전자 모니터링 시스템(DMS)에 대한 응용이 가능할 것으로 기대하고 있다. 실제로 Kyocera는 이와 같은 형태로 사용하기 위한 연구개발을 추진하고 있다.

유아의 방치 감지에 대해서는 유럽이 신차 안전테스트 프로그램 “Euro NCAP”에서 유아의 방치를 감지하는 기능 “Child Presence Detection(CPD)”에 관한 테스트를 2023년에 도입한다. 현재는 유아의 방치를 운전자에게 알리는 장치가 있으면 가점 대상이 된다.

그러나 2025년부터는 유아의 방치를 직접 감지하는 센서가 없으면 가점 대상이 될 수 없다. Kyocera는 이와 같은 기준 강화를 고려하여 2025년보다 빠른 시기에 해당 센서 시스템을 사용한 유아 방치 감지 시스템을 실용화할 방침이다.

DMS에 대해서는 운전자의 졸음, 집중력 저하, 의식 불명 등을 감지하는 시스템에 대한 응용을 가정하고 있다. 해당 센서 시스템과 AI를 조합하는 등의 대응으로 이를 실현할 생각이다. 202년대 후반 실용화를 목표로 한다.

Kyocera에 따르면 해당 센서 시스템은 다수의 대상자를 개별적으로 감지하는 것도 일정 수준 가능하다고 한다. 다만 방향의 차이를 바탕으로 분해 추정하기 때문에, 밀착되어 있는 경우 등에는 대응이 어렵다고 한다.