UltraSense Systems推出新一代多模式传感解决方案TouchPoint Edge

据外媒报道，超声波传感器公司UltraSense Systems宣布推出下一代多模式触摸传感解决方案TouchPoint Edge，旨在较低成本取代表面材料（如，金属、玻璃、塑料等）下的一组机械按钮，并进一步为智能表面打造从机械到数字界面的UI/UX范式转移。

TouchPoint Edge是一个完全集成的片上系统（SoC），可通过直接感应八个独立的UltraSense超声波+力感应TouchPoint P传感器来复制机械按钮的触摸输入。TouchPoint Edge还使用嵌入式、实时在线的神经触摸引擎（NTE）区分有意和无意触碰，以消除极端情况并提供机械按钮的输入准确性。

（图片来源：UltraSense Systems）

未来几年，智能表面将进一步改变人类与产品互动的方式。智能表面指的是具有底面照明的固体表面，以向用户显示触摸的位置。该UI/UX范式转移最早始于十多年前，当时的智能手机移除了机械键盘，只需在电容屏幕上轻敲键盘即可。不过，并非所有智能表面都是电容式显示器。UltraSense System的第一代传感器TouchPoint Z通过经济高效地移除机械按钮，进一步改善了智能手机、电动牙刷、家用电器和汽车内部顶灯的用户体验（UX），也是一次范式转移。

TouchPoint Edge大大提升了具有较多机械按钮的应用程序的使用体验。例如，移除了汽车座舱中多个机械按钮，有方向盘、暖通空调和照明的中央和头顶控制台、座椅和窗户控制的门板，甚至是嵌入皮革柔软表面或泡沫座椅，以创建出更加用户友好的界面。其他应用包括电器触摸面板、智能锁、安全门禁控制面板、电梯按钮面板等。

人机界面是高度主观的，且在固体表面下非常复杂，无法复制机械按钮按压。它不仅仅是施加的力大于阈值来触发表面压力。当用户向机械按钮施加力时，这个力会随时间变化，其中由于摩擦、滞后、气隙和弹簧特性等原因，机械按钮会产生大量非线性反应。因此，带有一些算法和一两级触发阈值的简单压阻式或MEMS力触式应变传感器无法有效、准确地重现机械按钮的用户体验，并消除误触发。

TouchPoint Edge具有多模式传感和嵌入式神经触控引擎，可以处理片上机器学习和神经网络算法，因此可以了解用户意图。与TouchPoint Z一样，TouchPoint Edge能够捕捉到用户按压表面材料的独特模式。然后使用该数据集训练神经网络，以学习和辨别用户的按压模式，这与接受单个力阈值的传统算法不同。一旦TouchPoint Edge针对用户的按压模式进行训练和优化，就可以识别按钮按压时最自然的反应。此外，TouchPoint P换能器的独特传感器阵列设计可在较小局部区域内捕获独特的多通道数据集，就像放置机械按钮一样，极大地提高了神经网络复制的性能按下按钮。该神经触控引擎改善并增强了用户体验，并通过与TouchPoint P的专有传感器设计紧密结合，可提供最佳性能。最后，将该神经触控引擎集成到TouchPoint Edge中可显著提高系统效率。与将相同的系统设置卸载到外部超低功耗微控制器相比，TouchPoint Edge中神经处理的执行速度可以提高27倍，功耗降低80%。

TouchPoint Edge的主要特点：具有神经触摸引擎，用于处理机器学习和卷积神经网络；具有开放式界面，允许神经触摸引擎处理非专有甚至非触摸传感器输入（例如，惯性、压电、位置、力等）；支持直接驱动并感应八个多模式TouchPoint P独立传感器；采用嵌入式MCU和ALU，用于算法处理和传感器后处理；具有集成模拟前端（AFE）；可配置的电源管理和帧速率；具有I2C和UART串行接口；具有两个GPIO，用于直接连接触觉、LED、PMIC等；工作范围为-40C至+105C；采用3.5mm x 3.5mm x 0.49mm WLCSP封装。

TouchPoint P的主要特点：具有用于超声+应变传感的多模式独立压电换能器；工作范围为-40C至+105C；采用2.6mm x 1.4mm x 0.49mm QFN封装。