JP2021506194A - センサベースの通信装置および方法、および通信媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
Fは、ファミリ内の各パルスシグネチャの持続時間である。
ωは、シグネチャ当たりのパルス数である。
λは、ファミリ内のシグネチャ間の最大許容干渉である。
1.t0で発生した特定のセンサAからの事象について、tpriorで発生したセンサAの距離D内のセンサからの事前事象を調べる。ここでt0−Δt<tprior<t0である。
2.各事前事象について、動きの大きさ(magnitude)を計算する。
4.各事前事象の大きさおよび方向を平均することによって、センサAの位置における局所移動推定値が得られる。
F = シグネチャの持続時間内に収まるパルスの最大数
ω=重みまたはシグネチャ当たりのパルス数
λ=2つのシグネチャ間の最大許容干渉(自己相関および相互相関)
刺激事象の刺激はまばらであったり、密であったりする。刺激事象(例えば、視覚、聴覚、味覚、触覚、におい等)の正確な時空間表現を達成するために、感覚信号が生成され、高い時間分解能で送信されなければならない。装置100は、このようなタスクによく適している。第1に、それぞれのセンサ113によって生成された感覚信号は、それぞれのセンサノード112によって、それぞれの固有パルスシグネチャ200の形態で、導電性ファブリック111を介して送信される。このプロセスは、デジタル化のための複雑な回路を必要としない。さらに、センサノード112は、同期または衝突検知のいかなる実装も必要としない。また、共通の信号グランドは必要ない。センサノード112は、最小の通信オーバヘッドで、任意のインスタンスでそれぞれの固有パルスシグネチャ200を独立して送信することができる。コントローラによって読み取り値が周期的にポーリングされる従来のフレームベースのセンサとは対照的に、各センサノード112はそれぞれのセンサ113によって刺激が検出された場合にのみ、それぞれのシグネチャ200を送信する。
代替実施形態ではセンサノードのうちの1つのユニークなパルスシグネチャが第1のシグネチャ持続時間を有し、別のセンサノードの固有のパルスシグネチャは第1のシグネチャ持続時間とは異なる第2のシグネチャ持続時間を有する。すなわち、固有のパルスシグネチャは、異なる数のパルスを有することができる。固有のパルスシグネチャは、異なるシグネチャ持続時間を有することができる。固有のパルスシグネチャは、異なるパルス持続時間を有することができる。シグネチャが固有である限り、任意の適切な構成を採用することができる。
通信媒体110は例えば、車両または人間の少なくとも一部を覆うように適合されてもよい。
Claims (51)
- それぞれの固有パルスシグネチャに関連付けられ、それぞれの刺激に応答して感覚信号を生成するように構成された各センサと通信するように構成された複数のセンサノードを含み、各センサノードは対応する前記感覚信号の受信時にトリガされ、関連する前記固有パルスシグネチャを前記センサノードによって共有される伝送媒体を通じて独立かつ非同期に送信し、前記センサノードによって送信される前記固有パルスシグネチャは、対応する前記センサによって検出される刺激に関連する刺激事象の表現である、センサベースの通信装置。
- 前記センサノードのそれぞれの前記固有パルスシグネチャの各パルス間隔は、固有の持続時間を有する、請求項1に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記固有パルスシグネチャは、8個または10個のパルスを有する、請求項1または2に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードのうちの1つの前記固有パルスシグネチャは第1の数のパルスを有し、前記センサノードのうちの別のセンサノードの前記固有パルスシグネチャは、前記第1の数とは異なる第2の数のパルスを有する、請求項1または2に記載のセンサベース通信装置。
- 前記固有パルスシグネチャは、1ms(ミリ秒)のシグネチャ持続時間を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードのうちの1つの前記固有パルスシグネチャが第1のシグネチャ持続時間を有し、前記センサノードのうちの別のセンサノードの前記固有パルスシグネチャが、前記第1のシグネチャ持続時間とは異なる第2のシグネチャ持続時間を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセンサベース通信装置。
- 前記固有パルスシグネチャは、60ns(ナノ秒)のパルス持続時間を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードのうちの1つの前記固有パルスシグネチャは第1のパルス持続時間を有し、前記センサノードのうちの別のセンサノードの前記固有パルスシグネチャは、前記第1のパルス持続時間とは異なる第2のパルス持続時間を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のセンサベース通信装置。
- 前記センサをさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセンサベース通信装置。
- 前記センサは、異なる感度の触覚センサを含む、請求項9に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサは、電磁センサ、湿度センサ、表面テクスチャセンサ、振動センサ、加速度センサ、光学センサ、および/または温度センサを含む、請求項9または10に記載のセンサベースの通信装置。
- 各センサノードは対応する前記感覚信号内の現在値を受信すると、トリガされて、関連する前記固有パルスシグネチャのうちの現在の1つと、関連する前記固有パルスシグネチャのうちの以前の1つとの間のインターバルによって、前記現在値を示すために、関連する前記固有パルスシグネチャのうちの現在の1つを送信する、請求項1から11のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードは、ロボット、人間、および車両のうちの1つと関連するように構成される、請求項1〜12のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードは、外部エネルギー源から電力を得る、請求項1〜13のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 送信された前記固有パルスシグネチャに関連する入力信号を前記伝送媒体を介して受信し、各センサノードの関連する前記固有パルスシグネチャを前記入力信号に関連する中間信号と相関させ、前記刺激事象の表現のための相関結果に基づいて前記センサノードのトリガのそれぞれの時刻を示す指示信号を提供するように構成された受信機をさらに含む、請求項1から14のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記受信機は、前記受信機による前記入力信号内のエッジの検出時にそれぞれ活性化され、前記中間信号を前記固有パルスシグネチャの対応する1つと相関させる複数のフィルタを含む、請求項15に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記伝送媒体は導電性媒体を含み、前記センサノードは、前記導電性媒体に沿って分配され、前記導電性媒体を介して互いに電気的に結合される、請求項1〜16のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードは、前記導電性媒体の表面上に配置される、請求項17に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記センサノードは、前記導電性媒体に埋め込まれる、請求項17または18に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記導電性媒体は、ポリマーから作られる請求項17〜19のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記導電性媒体は弾性であり、かつ、可撓性である請求項17〜20のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記導電性媒体は、メッシュまたは平面の形態である請求項17〜21のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記導電媒体は、導電性ファブリック、導電性バルク導体、導電性基板、導電性固体、導電性ゲル、および導電性流体のうちの少なくとも1つを含む、請求項17〜19のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 各センサノードは、さらなる固有パルスシグネチャに関連付けられる、請求項1〜23のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 各センサノードは、第1の状態で対応する前記感覚信号を受信すると、関連する前記固有パルスシグネチャを送信するようにトリガされ、第2の状態で対応する前記感覚信号を受信すると、関連するさらなる前記固有パルスシグネチャを前記伝送媒体を介して独立して伝送するようにトリガされる、請求項24に記載のセンサベースの通信装置。
- 各センサノードは前記各センサノードの内部状態を示すために、関連するさらなる前記固有パルスシグネチャを前記伝送媒体を介して独立に伝送するように構成される、請求項24に記載のセンサベースの通信装置。
- 各センサノードの前記固有パルスシグネチャが異なるパルス極性を有する、請求項24〜26のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 前記刺激事象の前記表現は、時空間表現である請求項1から27のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 請求項1〜28のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置を備えるロボット。
- それぞれの刺激に応答して、対応するセンサによって生成された感覚信号を受信し、
前記感覚信号を受信すると、複数のセンサノードのそれぞれ1つをトリガして、前記センサノードによって共有される伝送媒体を介して、関連する固有パルスシグネチャを独立して非同期に送信し、前記センサノードによって送信される前記固有パルスシグネチャは、対応する前記センサによって検出された刺激に関連する刺激事象の表現である、センサベースの通信方法。 - 前記センサノードのそれぞれの前記固有パルスシグネチャのそれぞれのパルス間隔は、固有の持続時間を有する、請求項30に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記固有パルスシグネチャは、8個または10個のパルスを有する、請求項30または31に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記センサノードのうちの1つの前記固有パルスシグネチャは第1の数のパルスを有し、前記センサノードのうちの別のセンサノードの前記固有パルスシグネチャは、前記第1の数とは異なる第2の数のパルスを有する、請求項30または31に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記固有パルスシグネチャは、1ms(ミリ秒)のシグネチャ持続時間を有する、請求項30〜33のいずれか1項に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記センサノードのうちの1つの前記固有パルスシグネチャが第1のシグネチャ持続時間を有し、前記センサノードのうちの別のセンサノードの前記固有パルスシグネチャが、前記第1のシグネチャ持続時間とは異なる第2のシグネチャ持続時間を有する、請求項30乃至33のいずれか一項に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記固有のパルスシグネチャは、60ns(ナノ秒)のパルス持続時間を有する、請求項30から35のいずれか一項に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記センサノードのうちの1つの前記固有パルスシグネチャは第1パルス持続時間を有し、前記センサノードのうちの別のセンサノードの前記固有パルスシグネチャは、前記第1パルス持続時間とは異なる第2パルス持続時間を有する、請求項30乃至35のいずれか一項に記載のセンサベース通信方法。
- 各センサノードは対応する前記感覚信号内の現在値を受信すると、トリガされて、関連する前記固有パルスシグネチャのうちの現在の1つと、関連する前記固有パルスシグネチャのうちの以前の1つとの間のインターバルによって、前記現在値を示すために、関連する前記固有パルスシグネチャのうちの現在の1つを送信する、請求項30乃至37のいずれか一項に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記伝送媒体を通して、伝送された前記固有パルスシグネチャに関する入力信号を受信し、
各センサノードの関連する前記固有パルスシグネチャを、前記入力信号に関連する中間信号と相関させ、
前記刺激事象の表現のための相関の結果に基づいて、前記センサノードのトリガのそれぞれの時間を示すことをさらに含む、請求項30〜38のいずれか一項に記載のセンサベースの通信方法。 - 各センサノードは、さらなる固有パルスシグネチャに関連付けられる、請求項30〜39のいずれか一項に記載のセンサベースの通信方法。
- 第1の状態における前記感覚信号を受信すると、それぞれの前記センサノードをトリガして、関連する前記固有パルスシグネチャを送信し、
第2の状態における前記感覚信号を受信すると、それぞれの前記センサノードをトリガして、関連するさらなる前記固有パルスシグネチャを前記伝送媒体を介して独立して送信することをさらに含む、40に記載のセンサベースの通信方法。 - それぞれの前記センサノードの内部状態を示すために、各センサノードをトリガして、関連するさらなる前記固有パルスシグネチャを、前記伝送媒体を介して独立に送信することをさらに含む、40に記載のセンサベースの通信方法。
- 各センサノードの前記固有パルスシグネチャが異なるパルス極性を有する、請求項40〜43のいずれか一項に記載のセンサベースの通信方法。
- 前記刺激事象の前記表現は、時空間表現である、請求項30〜43のいずれか一項に記載のセンサベースの通信装置。
- 導電性媒体と、
前記導電性媒体に沿って分散され、前記導電性媒体を介して互いに電気的に結合された複数のセンサノードと、を含む通信媒体。 - 前記センサノードは、前記導電性媒体の表面上に配置される、請求項45に記載の通信媒体。
- 前記センサノードは、前記導電性媒体に埋め込まれる、請求項45または46に記載の通信媒体。
- 前記導電性媒体は、ポリマーから作られる、請求項45〜47のいずれか一項に記載の通信媒体。
- 前記導電性媒体は、弾性および可撓性である、請求項45〜48のいずれか一項に記載の通信媒体。
- 前記導電性媒体は、メッシュまたは平面の形態である、請求項45〜49のいずれか一項に記載の通信媒体。
- 前記導電性媒体が、導電性ファブリック、導電性バルク導体、導電性基板、導電性固体、導電性ゲル、および導電性流体のうちの少なくとも1つを含む、請求項45〜47のいずれか一項に記載の通信媒体。
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