市場では、さまざまな家庭用、商用、産業用ロボットが広く使用されています。これらのロボットは、よりインテリジェントに位置や方向を判断し、正しく反応できるように、さまざまなセンサーを組み合わせる必要があります。これまで、これらのセンサーは信号を有線で送信する必要があり、移動時に何らかの抵抗と制限を受けていました。無線伝送技術はより良い技術選択肢となるでしょう。本稿では、STが提供するAIロボット向け無線伝送技術と関連ソリューションについて紹介します。
ロボットの組み立てとメンテナンスのための非接触無線伝送
すでにさまざまなAIロボットが市場に存在しており、家庭、オフィス、工場などさまざまな環境で動作できます。形状や動き方はさまざまです。これらのロボットには、超音波センサー、カメラセンサー、モーター速度センサー、赤外線センサー、ジャイロスコープ、崖センサー、衝突防止センサーなどのさまざまなセンサーが統合されています。これらのさまざまなセンサーは、収集した信号をプロセッサ/コントローラーに送信し、その後の情報の解釈と処理を実行する必要があります。以前は、データは通常有線で送信されていたため、マシン内にはさまざまなケーブルやコネクタが詰め込まれていました。これにより、機械の組み立てとメンテナンスに多くの問題が生じます。
さらに、ロボットは過酷な環境で動作します。ロボットは、ほこり、塩分、振動などの過酷な環境で動作する必要があります。有線接続の場合、これらのケーブルやコネクタは簡単に緩んだり硬くなったりし、ロボット自体の動きを妨げてしまうことがあります。非接触型ワイヤレス接続により、機械の故障率が大幅に低減し、ロボットの動きがより自由になります。
さらに、実際のコネクタのない電子機器やロボットの使用により、機器の設計がよりシンプルでファッショナブルになり、さまざまな非接触アクセサリを通じてユーザーエクスペリエンスが向上し、機器間の「タップと同期」などの革新的な機能が導入され、機器の組み立てが容易になります。医療機器に非接触制御を採用すれば、病気の蔓延も抑えられます。非接触型ワイヤレス伝送は、より優れた技術的選択肢となるでしょう。
短距離非接触接続に適した60GHz RFミリ波
これらのセンサーデータの無線伝送は有線伝送よりも便利です。もちろん、無線伝送技術はWi-Fi、Bluetooth、Zigbeeなど多種多様ですが、速度と消費電力のバランスをどのように取るかは選択の問題です。上記の無線伝送技術に加えて、ライセンスを受けた60GHz RFミリ波帯域を必要としない前例のないマルチギガビットのデータレートと比較的低い消費電力により、短距離の非接触接続の新たな機会が生まれます。
RFミリ波信号伝送の利点は、信号伝送に光や音ではなくRFを使用するため、煙、雨、低照度などの環境要因の影響を受けず、屋内と屋外の両方のアプリケーションで良好なパフォーマンスを発揮できる安定した機能です。
ミリ波伝送では複数のRF帯域が一般的に使用されており、各帯域の仕様は地域によって異なりますが、ほとんどのRF伝送では24GHz、60GHz、77GHzの無線帯域が使用されます。このうち、24GHz超広帯域（UWB）は、欧州電気通信標準化機構（ETSI）と米国連邦通信委員会（FCC）が策定したスペクトル規則と規格により、2018年9月から禁止されています。24GHz UWBを使用する既存の製品はすべて2022年までに段階的に廃止する必要があり、使用できなくなります。
77GHz帯は自動車用途で一般的に使用されていますが、世界のほとんどの地域では、人間と機械の相互作用を必要とする用途を含む工場、建物、都市インフラの用途には制限があります。一方、60GHz帯には制限がないため、60GHz帯は無線周波数ミリ波伝送に最適な帯域となっています。
ST60は大容量データと省電力のワイヤレスリンクを提供します
STは、60GHz帯域のRFミリ波伝送アプリケーション向けに、物理的なケーブルやコネクタを使用せずに、高データレート、高エネルギー節約のワイヤレスリンク、短距離（数センチメートル）のポイントツーポイント通信を提供するST60 RFトランシーバを発売しました。さらに、ST60は、最大6.25 Gbpsの伝送速度と最小限の消費電力で、クラス最高のワイヤレス パフォーマンスを提供します。
ST60は、比類のない効率、非常に小さなフォーム ファクタ、最適化された部品表 (BOM) を実現する革新的なアーキテクチャを備えており、パーソナル エレクトロニクス、産業用アプリケーション、コンピューター、周辺機器など、幅広いアプリケーションに最適です。ST60トランシーバー コネクタフリー ソリューションは、高データ レートの小型で最適化されたワイヤレス リンク トランシーバーであり、短距離のポイントツーポイント非接触通信の画期的な進歩を実現します。ボード間の非接触接続を実現し、電子機器内のフレキシブル ケーブルを除去したり、産業用電子システム内での屈曲や曲げによる機械的ストレスを受けるケーブルを除去したりします。このコネクタフリー ソリューションは、防水・防塵ワイヤレス デバイスに特に適しており、モバイル デバイスをシームレスに接続してデータを同期するために使用できます。過酷な産業環境に適しており、コネクタ ポートへの環境障害を回避し、産業用アプリケーション向けの非接触コネクタ ソリューションに適しています。
低遅延、低電力の短距離非接触接続RFトランシーバー
STのST60A3G1は、60GHz Vバンド トランシーバーを備えたアンテナインパッケージ (AiP) を備えた60GHz無線周波数トランシーバーA3シリーズであり、5Gの1ms遅延よりも低い7nsの低遅延で最大480Mbpsの短い非接触接続を可能にします。これは、完全な無線周波数トランシーバーとアンテナを統合したコンパクトなソリューションです。
ST60A3G1は、半二重モードで動作し、一般的な総リンク バジェットは44 dB、自由空間伝搬損失は最大6 cmです。eUSB2、UART、GPIO、I²C RFトンネリングをサポートし、1.8 Vの単一電源で動作します。eUSB2インターフェースを使用した受信/送信には110/130ミリワット (一般的な値)、UART/GPIO/I²Cインターフェースを使用した送信には90 mW (一般的な値)、スタンバイには13 μWしか必要ありません。部品表は最適化されており、外部マッチング ネットワークとクロック リファレンスは不要で、RFリンクの一方の端で使用できるリファレンス クロックにより、特定の地域の規制要件を満たすことができます。
ST60A3G1は、0.4 mmピッチ23ボールの小型フォーム ファクタを備えたVFBGA 2.9 mm x 4.1 mm x 0.8 mmにパッケージ化されており、トランシーバ モジュールには汎用入出力 (GPIO) が含まれており、トンネリング モードでも使用できます。STのワイヤレス充電ソリューションと組み合わせると、センサーを密閉ボックスに封入して、過酷な環境でも操作しやすくなります。
ST60A3G1は、非接触テストの工場自動化およびアフターサービス、ホールレス個人用デバイス、非接触アクセサリ、非接触個人用機器のドッキングハブおよびデータ転送、産業用非接触コネクタ、ボード間接続、フレキシブルケーブルの交換に適用できます。
結論
ケーブルやコネクタの代わりに無線伝送技術を使用することは、ロボットの組み立てとメンテナンスの効率を向上させるAIロボット アプリケーションの主流の方向性になっています。STが発表したST60シリーズの無線周波数トランシーバーは、高速伝送と低消費電力を特徴としており、AIロボット製品のケーブルやコネクタを置き換えることができ、AIロボットのパフォーマンスを向上させる最適なソリューションです。