Développement d’une technologie de microlocalisation ultra large bande

Des jeux de réalité augmentée aux serrures automatiques de voiture : mesurer l’emplacement des appareils devient de plus en plus important dans la vie moderne. Sauf que la précision que nous exigeons est bien au-delà de la portée du GPS ou du Bluetooth. Grâce à la technologie de microlocalisation à ultra-large bande (UWB) d’imec, l’emplacement des objets dans un espace peut être localisé dans les moindres détails. « Au cours des prochaines années, l’utilisation de cette technologie devrait augmenter considérablement », a déclaré Christian Bachmann, imec au responsable du programme Ultra-Wideband et Bluetooth Secure Proximity du Holst Center.

L’Imec est un centre de recherche et d’innovation en nanoélectronique et numérique. Il fait partie du consortium FiRa, qui s’engage dans le développement et l’application d’expériences utilisateur avec les technologies UWB. Entre autres choses, imec a développé une puce radio UWB qui peut être produite en série à faible coût.

Avec l’aide de la technologie Ultra-Wideband d’imec, l’emplacement des objets peut être déterminé jusqu’à un niveau détaillé. Cette technologie UWB est une solution de positionnement extrêmement précise et économe en énergie. Bachmann voit l’excitation autour de la technologie, qui semblait être « démodée » pendant un certain temps, revenir. « Les algorithmes utilisés par la technologie s’améliorent de plus en plus, et les coûts de leur mise en œuvre dans les produits sont de plus en plus bas. »

Du GPS/Bluetooth à l’UWB

À l’heure actuelle, les appareils sans fil sont souvent encore contrôlés par GPS ou Bluetooth, mais ce n’est pas toujours idéal, comme l’explique Jason Hillyard, vice-président de Packetcraft. « Imec et Packetcraft travaillent actuellement ensemble pour intégrer le logiciel de protocole UWB de Packetcraft sur la technologie de puce UWB de prochaine génération d’imec. Je conduis moi-même une Tesla et elle dispose d’un verrouillage automatique et sans fil basé sur Bluetooth et GPS. Si je mesure trois ou quatre mètres loin, la serrure s’ouvre déjà automatiquement et ma fille, qui pourrait se tenir à côté de la voiture, peut ouvrir la porte de la voiture à l’aide de la poignée. Bien sûr, ce n’est pas toujours idéal. L’UWB est beaucoup plus précis dans une telle situation et par conséquent plus sûr. « 

Mais UWB contient des fonctionnalités plus uniques. À des endroits spécifiques, comme à l’intérieur, le GPS ne fonctionnera pas, mais l’Ultra-Wideband le fait. « Par exemple, pensez à une entrée restreinte, sécurisée et sans clé », ajoute Bachmann. « C’est là que la technologie peut faire une grande différence. Même contrôler les haut-parleurs et autres appareils intelligents dans votre salon est possible, jusqu’à un niveau précis. » Dans les jeux de réalité augmentée et dans la robotique, où humains et robots doivent travailler ensemble, la technologie fait également des percées. Envisagez l’application de l’UWB dans la robotique future, des applications telles que la collaboration homme-robot sécurisée (co-bots) ou la navigation automatique pour l’agriculture d’intérieur intelligente.

La technologie UWB est déjà utilisée à grande échelle pour quelques applications sélectionnées. Apple a introduit la technologie pour la première fois dans la série iPhone 11. Via UWB, l’iPhone peut rechercher avec précision des objets à l’aide de l’AirTag dès que le module UWB de l’iPhone est activé.

Distanciation sociale

La technologie a également été utilisée au cours de la dernière année et demie à des fins que Bachmann et Hillyard n’avaient jamais prévues. « Pendant la crise corona, la technologie sans fil a apporté une contribution significative en matière de distanciation sociale », a déclaré Bachmann. Par exemple, le déploiement de dispositifs de distanciation sociale fonctionnant avec UWB a déjà été testé dans le stade Johan Cruijff Arena.

Le buzzer COVID de la société de télécommunications néerlandaise KPN est un appareil qui vibre et clignote lorsque quelqu’un s’en approche à moins de 1,5 mètre. « Des applications comme celle-ci ne m’auraient jamais traversé l’esprit avant 2020″, déclare Hillyard.  » Là encore, vous voyez que la précision de la technologie est incroyablement importante. Avec le GPS ou le Bluetooth, nous n’aurions jamais pu dire si les gens en gardaient un. ou à deux mètres l’un de l’autre. »

« On va être pris dans un tourbillon de développement accéléré »

Selon Hillyard, UWB prendra beaucoup d’élan dans les années à venir. « D’un point de vue technologique, cela commencera à ressembler à ce que nous avons vu avec Bluetooth : l’enthousiasme suscité par la technologie sera suivi d’une explosion de nouveaux produits. Nous allons être entraînés dans un tourbillon de développement accéléré », a déclaré Bachmann. est également optimiste quant à l’utilisation à grande échelle de l’UWB à l’avenir. Bien qu’il ait une réserve : il y a encore beaucoup de place pour l’optimisation de la technologie, par exemple en termes d’efficacité énergétique. « En comparaison, Bluetooth utilise quelques milliwatts, là où l’UWB utilise quelques dizaines à centaines de milliwatts. Il y a certainement encore des gains à faire là-bas. »

Au cours de la période à venir, imec poursuivra ses efforts au Holst Center pour développer de nouvelles innovations qui sont essentielles pour améliorer encore la technologie. Bachmann explique : « Par exemple, nous travaillons sur de nouveaux récepteurs radio à faible puissance et sur de nouveaux algorithmes, y compris des techniques pour améliorer encore la précision. Cela pourrait ouvrir la voie à de futures applications, telles que les micro-drones ou les co-bots qui utilisent l’UWB. . »

Pour l’heure, la technologie UWB reste relativement méconnue du grand public. Selon Hillyard, ce n’est pas nécessairement une mauvaise chose. « Beaucoup de gens veulent juste un gadget ou une application spécifique qui soit cool et qui fonctionne bien », explique Hillyard. « Tant qu’ils profitent des avantages positifs de l’UWB, cela n’a pas d’importance. C’est incroyablement gratifiant de voir la technologie sur laquelle vous travaillez depuis si longtemps être utilisée dans des produits qui améliorent la vie des gens. J’attends avec impatience l’UWB. se développer encore plus et sur le marché en adoptant largement la technologie. » Bachmann ajoute: « Et donc, nous sommes définitivement ouverts à plus de collaborations avec des partenaires industriels. »