เซ็นเซอร์เรดาร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวที่มีขนาดเล็กถึง 1/100 ของเส้นผม

เซ็นเซอร์ ใหม่ใช้เทคโนโลยีเรดาร์คลื่นมิลลิเมตร ซึ่งมีความแม่นยำระดับชั้นนำ ของโลก และราคาไม่แพง

ต้นแบบเซ็นเซอร์เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรที่สามารถวัดการสั่นสะเทือนขนาดเล็กได้ ภาพ: Omeed Momeni/UC Davis — ต้นแบบเซ็นเซอร์เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรที่สามารถวัดการสั่นสะเทือนขนาดเล็กได้ ภาพ: *Omeed Momeni/UC Davis*

ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส ได้พัฒนาต้นแบบเซ็นเซอร์เรดาร์ราคาประหยัดที่ประหยัดพลังงาน ซึ่งมีขนาดเล็กเท่าเมล็ดงาดำ และสามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวที่มีขนาดเล็กถึง 1/100 ของความกว้างของเส้นผมมนุษย์ได้ ตามรายงานของ Interesting Engineering เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม งานวิจัยใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ใน วารสาร IEEE Journal of Solid-State Circuits

จากการศึกษาพบว่า การออกแบบใหม่นี้ทำให้ "ภารกิจที่เป็นไปไม่ได้" กลายเป็นจริงได้ ซึ่งทำให้เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวขนาดเล็กมากจากวัตถุในระดับจุลภาคได้ เซ็นเซอร์นี้คาดว่าจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายด้าน เช่น ด้านการรักษาความปลอดภัย การตรวจสอบทางชีวภาพ และการช่วยเหลือผู้พิการทางสายตา

ต้นแบบเซ็นเซอร์นี้ใช้เทคโนโลยีเรดาร์คลื่นมิลลิเมตร คลื่นมิลลิเมตรเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่อยู่ในช่วง 30 ถึง 300 กิกะเฮิรตซ์ ระหว่างคลื่นไมโครเวฟและอินฟราเรด ใช้ในการขับเคลื่อนเครือข่ายการสื่อสารความเร็วสูง เช่น 5G และเป็นที่นิยมเนื่องจากมีความสามารถในการตรวจจับระยะใกล้

ทีมวิจัยระบุว่าเรดาร์คลื่นมิลลิเมตรจะยิงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เคลื่อนที่เร็วไปยังเป้าหมาย และวิเคราะห์การเคลื่อนที่ ตำแหน่ง และความเร็วของเป้าหมายจากเสียงสะท้อน คลื่นมิลลิเมตรมีข้อดีหลายประการ เช่น ความไวต่อการเคลื่อนไหวที่ละเอียดอ่อน และสามารถโฟกัสวัตถุขนาดเล็กมากๆ ได้

เซ็นเซอร์คลื่นมิลลิเมตรในปัจจุบันส่วนใหญ่มีปัญหาเรื่องการใช้พลังงานและปัญหาการกรองสัญญาณรบกวนพื้นหลัง ทีมจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิสยังค้นพบสัญญาณรบกวนพื้นหลังจำนวนมากขณะพัฒนาเซ็นเซอร์ใหม่นี้ เมื่อพวกเขาพยายามจับสัญญาณที่ละเอียดอ่อนของใบไม้เล็กๆ ที่กำลังบางลง เซ็นเซอร์ของพวกเขากลับรับข้อมูลมากเกินไปและสูญเสียสัญญาณ

เพื่อแก้ปัญหาเสียงรบกวน ทีมงานจึงได้ปรับเปลี่ยนการออกแบบและโครงสร้างของเซ็นเซอร์ การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยลดเสียงรบกวนจากการวัดของเซ็นเซอร์ ส่งผลให้เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของเป้าหมายที่มีขนาดเล็กถึง 1/100 ของความกว้างเส้นผมมนุษย์ และระบุการสั่นสะเทือนที่มีขนาดเล็กถึง 1/1,000 ของความกว้างเส้นผมได้

ทีมวิจัยระบุว่า เซ็นเซอร์ใหม่นี้มีประสิทธิภาพเทียบเท่าหรือดีกว่าเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงสุดในโลก อุปกรณ์ราคาประหยัดนี้มีศักยภาพที่จะช่วยพัฒนาเรดาร์คลื่นมิลลิเมตรขั้นสูงในอนาคตอันใกล้

ถุเถา (ตาม หลักวิศวกรรมที่น่าสนใจ )

ลิงค์ที่มา