MEMS麦克风赋能,永久在线监听或将很快无处不在
2018-10-21 21:14:49   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

苹果公司的下一代AirPods可能拥有Vesper所声称的许多麦克风功能,例如内置噪音消除功能(苹果已经在应用多家供应商的MEMS麦克风)。与此同时,三星消费电子部门首席执行官表示,到2020年,三星计划将在其销售的从电视机到冰箱的每一台设备中配备麦克风。

如果森林中的每棵树都很快被连接互联网的麦克风所覆盖,那么我们还有什么隐私可言?

据麦姆斯咨询介绍,当你坐在拥有iPhone、Apple Watch以及Amazon Echo、Google Home、天猫精灵、小爱同学等智能助手的房间里时,你已经被十几个麦克风所包围了。(较新的iPhone有四个麦克风,Echo有七个,而智能手表现在还只有一个)

再加上苹果下一代AirPods或来自竞争对手Bose、Shure(舒尔)的最新智能无线耳机,以及来自三星、LG和其他厂商的会说话的微波炉、电视等家用电器,在家中或开放办公室的人们,将很快处在数百个麦克风的“听力”范围内。正如我们的手机和智能助手现在所做的那样,它们大部分都会倾听像“Alexa”、“Hey Siri”、天猫精灵等唤醒词。

科技巨头和创业公司的发展路线图都展示了声音将如何成为用户与互联网人工智能之间的第一个无处不在的连接。

推动这一变化趋势的是大量最初专为智能手机和其它移动设备而设计的组件,这些组件在过去十年中价格逐渐下降,但功能在持续增长。

微型麦克风

之前一百年间,麦克风都由相对较大的振膜构成,通过其振动转换为电脉冲。但是从20世纪80年代开始,工程师们开始研究制造接近微观层面的微型麦克风。大多数微型麦克风仍然在其振动元件背后留有一个空气腔,但现在它们可以用硅片蚀刻而成,就像它们所贴附的微型芯片一样。智能手机、智能音箱和任何其他监听用户声音的小型电子设备都在使用这些类型的微型麦克风。

位于美国伊利诺伊州的Knowles(楼氏电子)拥有该领域超过50%的市场份额。该公司发言人表示,Knowles在向几乎所有主要的移动设备制造商供货,在过去十年中已经出货了120亿颗麦克风。(歌尔股份、瑞声科技和意法半导体等很多其他麦克风供应商占据了剩余的市场份额)

Vesper微型压电MEMS麦克风和铅笔头对比图

Vesper微型压电MEMS麦克风和铅笔头对比图

麦克风面临的一个持续挑战是物理学特性:麦克风越小,捕获声音就需要越多这样的麦克风,并需要更多的声音处理。

总部位于美国波士顿的MEMS初创公司Vesper Technologies,已经从百度、Bose和Amazon的Alexa Fund获得融资,正在以更小更强大的压电MEMS设计来应对这一挑战,其利用的压电材料在遇到声波而弯曲时会产生电流。Vesper声称这为麦克风提供了独特的功能,例如即使在大风、雨水等条件下也能正常运行,并在等待“唤醒词”时实现零功耗,因为声音本身会产生麦克风所需的能量。

Vesper首席执行官Matt Crowley表示,为小型电子设备配备这种微型MEMS麦克风阵列并用于转译简单命令的总成本已经接近10美元或更低。Applied Materials(应用材料公司,该公司向芯片制造商供应制造设备)的分析师兼营销主管Mike Rosa表示,现在单颗MEMS麦克风的成本在20~60美分之间。

永久在线监听

我们正在走向一个所有东西都能插电或带电池,并能够响应语音命令的世界。

苹果公司的下一代AirPods可能拥有Vesper所声称的许多麦克风功能,例如内置噪音消除功能(苹果已经在应用多家供应商的MEMS麦克风)。与此同时,三星消费电子部门首席执行官表示,到2020年,三星计划将在其销售的从电视机到冰箱的每一台设备中配备麦克风。

来自Simplehuman的语音控制垃圾桶

来自Simplehuman的语音控制垃圾桶

例如来自Simplehuman的语音控制垃圾桶。用户只需要说“打开”便会自动打开,然后在用户离开后就会自行关闭,就是这么简单。

对于这款高科技垃圾桶我们可能很容易恶搞一番,尤其是这可是一只价值200美元的垃圾桶!不过,这款智能垃圾桶也触及了智能助手带来的一个大问题:事实上它们能够记录我们跟它们交互的一切,并通过互联网反馈给母公司。

Simplehuman公司的电子工程总监Guy Cohen说,Simplehuman垃圾桶不会这么做。这是因为最新的麦克风及其附带的微处理器已经能够在电子设备端处理语音,而无需连接到云端。

刚开始,这些电子设备中包含的处理能力将仅限于简单的命令和唤醒词,例如告诉设备打开或设置计时器等。随着时间的推移,这些命令可以变得越来越复杂。

在我们使用的所有设备中加入语音控制的一个理由是,相比我们现在面对的各种按钮和菜单,语音控制最终会显得更便捷、更优雅。试想一下,面对朋友家陌生而又复杂的微波炉、烤箱或恒温器是多么困难,如果只需要告诉它你想做什么,那多方便。

当然,未来身边布满永远在线监听的设备也将有其自身的复杂性。一个挑战将是我们所有人总会不时的无意自言自语,或者傻傻地对着没有监听能力的电器发送语音命令。

家里有多个虚拟助手的用户肯定深有体会,与其中一个虚拟助手交互时会无意中触发其它语音助手。Simplehuman承认,它们的垃圾桶有时也会因为背景噪音而自己打开。即使是亚马逊的Echo,在用户不需要它时也会自己“醒来”,并且会把用户的无意识交谈或喃喃自语,误读为随机消息的指令。

当我们为宠物保姆或家里客人留下这些虚拟语音助手的说明时,将包括关于我们的电器、电子玩意儿和空调系统交互接口的特定注释。将来,它们可能只包含所有这些设备的名称列表,并根据我们的个人喜好进行定制。

例如,或许不久的将来你会这样向家里的电子设备发出指令:“董小姐,将烤箱预热到350度;雷布斯,把碗洗干净。”

延伸阅读:

《MEMS产业现状-2018版》

《声学MEMS和音频解决方案-2017版》

《Vesper压电式MEMS麦克风:VM1000》

《苹果iPhone X中的MEMS麦克风》

《iPhone 7 Plus中的楼氏MEMS麦克风:专利到产品的全解析》

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