Google Pixel 4, come funziona il radar Soli

Una delle novità più interessanti dei Pixel 4/4 XL è Motion Sense, la funzionalità che permette di interagire con lo smartphone senza toccarlo. L’utente può ad esempio usare una gesture per passare alla traccia musicale successiva, silenziare una chiamata o attivare la fotocamera frontale per il Face Unlock. Tutto ciò è possibile grazie a Soli, un sensore radar a corto raggio nascosto nella cornice superiore.

Google ha pubblicato un interessante articolo per illustrare il funzionamento del radar e gli algoritmi di machine learning utilizzati. Un tradizionale sistema radar rileva gli oggetti attraverso onde radio che vengono inviate da un trasmettitore, colpiscono l’oggetto stesso e tornano indietro al ricevitore. Oltre ad individuare l’oggetto si possono anche stimare alcune sue proprietà, come distanza e dimensione. Questi radar sono progettati però per rilevare oggetti grandi e distanti, quindi non offrono sensibilità e risoluzione sufficienti.

Gli ingegneri di Google hanno progettato un sistema radar di piccole dimensioni che permette di rilevare la presenza ravvicinata del volto e delle mani. Il chip Soli misura solo 5×6,5×0,873 millimetri ed è posizionato tra la capsula auricolare e il dot projector del Face Unlock, come si vede nell’immagine.

Il radar Soli trasmette un segnale modulato in frequenza a 60 GHz e riceve una sovrapposizione di riflessi da oggetti o persone vicini. Uno spostamento su scala sub-millimetrica nella posizione del target da una trasmissione all’altra induce uno spostamento temporale distinguibile nel segnale ricevuto. Questi spostamenti si manifestano come una frequenza Doppler proporzionale alla velocità dell’oggetto. Risolvendo diverse frequenze Doppler, Soli è in grado di distinguere vari tipi di movimenti, come il volto che si avvicina allo schermo o lo swipe della mano in aria.

Per riconoscere correttamente le gesture Motion Sense sono stai creati vari modelli di machine learning attraverso l’uso di reti neurali addestrate con milioni di gesture. Questi modelli sono eseguiti dal DSP dei Pixel, senza incidere sull’autonomia, anche quando il processore principale è inattivo. Google continuerà a migliorare il sistema radar con l’aggiunta di nuove funzionalità.