mmWave Radar Sensor Modules
大阪・关西世博会
大阪・关西世博会技术文章―村田将世博会打造为“未来社会的试验场”，陆续推出新技术
本文对在大阪・关西世博会上为体验“不可思议的石块‘echorb，’”提供支持的心跳检测技术和位置检测技术进行相关介绍。
即使在展馆里看不到的地方，我们也开展了前沿技术的应用，包括使用了毫米波雷达传感器和负载传感器的微小振动检测技术，以及使用了LF天线的可靠位置检测技术等。请与我们一起见证开拓未来社会的村田。
©Expo 2025
检测心跳引起的毫米级微小振动 毫米波雷达和负载传感器产生共鸣体验
参观电影展馆Better Co-Being的参观者首先会拿起“不可思议的石块‘echorb’”，然后在入口处的椅子上坐下。您可能以为进入展馆后才开始体验echorb，但实际上，“共鸣”体验从坐到椅子上的那一刻就已经开始了。
此次展示的技术是心跳感应技术。参观者所坐的椅子配备了毫米波雷达传感器和负载传感器，可以感知坐在椅子上的人的心跳。
“心跳会导致人体以毫米为单位发生微小的振动。它的特长是能够感知这种微小的振动”，心跳检测技术负责人安武诚先生说道。
检测到的与参观者的心跳相关的信息会与参观者手中拿的石块共享，从而提供“在echorb中感受自己的心跳”的体验。
毫米波雷达传感器是在汽车碰撞检测等当中使用的元件。雷达的检测精度为数十微米级，可以准确地确定与对象物体之间的距离。
而且，用负载传感器可以测量等于或小于一克的微小波动。与一般的体重计中使用的机制相比，它的特长是能够感知微弱得很多的负载变化。
在此次的大阪・关西世博会上，通过将毫米波雷达传感器和负载传感器组合使用，实现了更加准确的心跳检测。
这项能够检测以一毫米为单位、等于或小于一克的细微身体变化的传感技术支撑着不可思议的石块的体验价值。
设计演示体验并进行推广，椅子也是自己制作 超越专业领域提供方案
他们是如何创造出此次这样的体验的呢？谈到开发的辛苦，负责机械设计的类家右希先生说道：“规格总是定不下来”。在这种情况下，团队没有等待指示，而是齐心协力，反复积极地提出“可以这样使用”等多种方案。
其中的一个例子是演示体验：检测呼吸引起的身体细微振动，并将这些信息以3D波形显示出来。深呼吸会相应产生更大的波形，从而制作出视觉上更加有趣的装置。
此外，在团队内部还致力于远远超出电子元件制造商领域的提案活动。
一个典型的例子就是开头提到的椅子。事实上，怎样的设计才适合这把椅子？多种人群坐在这把椅子上会不会产生耐久性风险等问题？村田团队成员内部一边对这些“通常属于由家具制造专家承担的领域的工作”（类家先生）进行确认一边制作出了这把椅子。
此外，在此次的项目中，除了户外使用这个严格的要求外，还面出现了另一个难题：机械设计在开幕六个月前作废并重新开始。
通常，这种情况会导致工期大幅延误和质量下降，但团队在遵守能抵御多种风险的高质量标准的同时迅速做出了应对。
负责人安武回忆道：“我们对每个问题都逐一进行了深入研究，力求找到理想的解决方案，例如，‘应该让客户体验到什么样的价值？’‘能否确保椅子的耐久性，以使客户在整个世博会期间都能放心使用？’等。除了展现了村田‘严守交货期’的态度，我们还成功发挥了不牺牲质量的‘精湛的产品制造能力’。”
这样的应对能力获得了高度评价，其他公司的人员也说道：“不仅工作速度快，而且即使在困难的情况下也能提供高质量的成果。”
用于遗忘儿童检测等 成为支撑汽车社会的技术
目前正在考虑今后将此次世博会上展示的多种技术应用到汽车领域。
关于毫米波雷达传感器，我们建议将其用于检测儿童是否被遗忘等应用。
儿童被遗忘在车内了吗？即使试图用摄像头捕捉，如果孩子躲在盲区，摄像头也无法检测到，但如果使用毫米波雷达传感器，你就能立即发现。因为它可以检测心跳，所以它还可以判断车里有人还是只有行李。
今后，作为驾驶员监控用途，我们还将探索其在驾驶员睡意检测上的应用。通过心率波动检测驾驶员是否已有睡意。
此外，我们还考虑对负载传感器也同样在驾驶员监控方面进行用途开拓。项目担当中土井贵英先生充满信心地表示：“我们的技术可以从1克或更小的波动来测量心率。我们将考虑能否通过获取这些信息来应用到酒驾检测等方面。”
检测不可思议的石块的位置 LF天线，地下埋设
在不可思议的石块echorb中，还使用了可以远程操作汽车车门开关、用于无钥匙进入系统的“LF天线”。使用方法是通过LF天线产生的磁场检测echorb的位置。能够在磁场范围内准确检测到进出状态。
在展馆内部准确掌握echorb的位置。提供在参观者来到特定的艺术品时，手中拿的echorb会与之呼应并发生振动的体验。
村田的LF天线基本都是为车辆的无钥匙进入系统提供的元件。
在这种情况下，LF天线团队的栃木诚先生回顾道：“团队成员多元化的价值观和视角让我们发现了‘通过LF通信能检测位置’这个新价值，我们的目标就是追求这个新价值。我们希望通过成功进行在大阪・关西世博会安装这项挑战，将其作为今后为解决多种社会问题做贡献的原动力。”
在村田公司内部对多种技术进行了将其配备到不可思议的石块中的讨论，但LF天线团队高涨的热情得到了认同，所以决定使用LF天线。
LF天线在展馆内发挥了重要的作用，但无法目视确认它在村田展馆的什么地方。
这是因为LF天线的接收电路安装在echorb中，而发送天线埋在地下。
“埋入地下的电子元件应该非常少见。”负责电气回路设计的黑川崇先生笑着回忆说，另一方面，由于需要赶上展馆的工事作业进度，所以交期非常紧。
2023年5月，LF天线正式决定配备到echorb，此时距离2024年8月的产品交付仅剩“一年多一点”的时间。
此外，该团队虽然从事LF天线电子元件的研发，但将其组合为具有某种功能的“成品”尚属初次尝试，没有一点经验。
在“需要自主完成成品开发，且所剩时间无几”的双重压力下，研发团队通过反复试错和多方紧密协作，结果成功解决了全部问题。
在地下30厘米的深度埋设500个天线 虽然很多事情是初次尝试，但凭借团队合作成功完成
LF天线的发送部分需埋入地下30厘米。他们当然没有一点经验。负责选择具有防水性能的壳体的田中健一朗先生回忆道：“向村田的其他部门咨询、跑到建材市场、向从事电气设备施工的东邦电气产业株式会社的人员咨询……”反复听取了多方相关人员的意见。
需要埋设到展馆地下的LF天线总数达到了500个左右。
为确保通信性能万无一失，他们在村田制作所野洲事业所（滋贺县野洲市）的部分土地上实地开展设备埋设试验等，通过不断进行初次试验来逐步积累经验。
此外，还遇到了嵌入了接收天线的echorb不能正常工作，无法检测位置的问题。虽然面对需要修改echorb的电路这种非常紧急的情况，但“相关人员没有互相推诿责任，而是通力合作，通过团队的力量成功克服了困难”黑川先生说道。
在世博会上初次进行实证试验 利用其通信稳定的特性，有望用于娱乐设施
通过本届世博会，田中先生说道：“即使封装在防水外壳中并埋入地下，LF天线仍能稳定地进行位置检测，这一优势已经很明显。”
LF天线的优势在于形成“磁场”这一点。
电波通信易受雨等障碍物的影响，但磁场指的是磁力作用空间，是一种物理现象。因此，即使下雨也不会受到直接影响。
黑川先生说道：“展馆相关人员给予的评价就是稳定性非常好。”
此外，栃木先生还回忆道：“我们期待通过参与世博会，能够促使团队成员成长，并帮助培养以自己的部门为骄傲的部门文化。”如今，员工的理念已经开始发生这样的变化。
负责量产的佐古佳大先生说道：“通过在大阪·关西世博会宣传积极使用的经验，我们认识到：向客户展示的不应仅是元件单体，而要为客户考虑和提供新的使用方法，这一点非常重要。”
在无钥匙进入系统占据了绝大部分需求市场的情况下，我们正积极推广位置检测技术，预计可以应用在娱乐设施及活动公司。
向往的技术终将成为现实 从大阪·关西世博会起步的技术和解决方案
大阪·关西世博会提出了“未来社会的试验场”的概念，村田制作所通过不可思议的石块“echorb”提供了多项迄今为止未能实现的技术和解决方案。
在1970年的日本世博会（大阪世博会）上，作为将来的梦幻技术，展示了“无线电话（手机）”和“电动汽车”。如今，这些产品已经非常普及。在2025年大阪·关西世博会上，村田在echorb中使用的技术在不远的未来或许也会成为常用技术。
未来会变成什么样子？让我们通过此次的技术文章，共同想象未来的情景吧。
