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電子加工新聞

8大趨勢已現,未來傳感器將徹底改變你的生活!

星之球科技 來源:榮格工業(ye) 資源網2022-01-13 我要評論(0 )   

現代信息技術發展到2022年,傳(chuan) 感器的重要性越來越高,物聯網、元宇宙、人工智能、自動駕駛……無不離不開傳(chuan) 感器。2022年,傳(chuan) 感器更伴隨著這些技術的發展,進一步改變我...

現代信息技術發展到2022年,傳(chuan) 感器的重要性越來越高,物聯網、元宇宙、人工智能、自動駕駛……無不離不開傳(chuan) 感器。

2022年,傳(chuan) 感器更伴隨著這些技術的發展,進一步改變我們(men) 的生活,同時傳(chuan) 感器本身也麵臨(lin) 新的發展需求。本文從(cong) 傳(chuan) 感器的應用場景和技術發展趨勢兩(liang) 個(ge) 方麵,闡述傳(chuan) 感器的未來。

避免錯過傳(chuan) 感器行業(ye) 深度資訊、報告,以及傳(chuan) 感器技術、傳(chuan) 感器與(yu) 測試技術、物聯網傳(chuan) 感器技術……等傳(chuan) 感器知識,請關(guan) 注傳(chuan) 感器專(zhuan) 家網公眾(zhong) 號,設為(wei) 星標,查看往期內(nei) 容。

自傳(chuan) 感器誕生以來,由於(yu) 它可以幫助人類將曾經不可知、難判斷的信息變成易獲取、更精準的數據,傳(chuan) 感器已經成為(wei) 數字化社會(hui) 最為(wei) 重要的基礎設施。從(cong) 智能手機到智能語音設備,從(cong) 能源平台到工業(ye) 設備,傳(chuan) 感器自然而然地“化身”為(wei) 人類連接機器、人類自身,以及自然環境的外延器官。

隨著傳(chuan) 感器,以及與(yu) 之相關(guan) 的數據存儲(chu) 、儲(chu) 能、新材料、網絡基礎設備等軟硬件技術的發展,還有成本的持續下降,傳(chuan) 感器的應用場景將變得越來越豐(feng) 富。

傳(chuan) 感器將如何改變我們(men) 的生活?

2020年,全球有3000億(yi) 個(ge) 傳(chuan) 感器遍布於(yu) 我們(men) 的日常生活中,市場規模達到105億(yi) 美元,而可打印的柔性傳(chuan) 感器的市場規模達到73億(yi) 美元。

同時,隨著數百億(yi) 的數據傳(chuan) 輸設備連接到互聯網上,他們(men) 會(hui) 改變我們(men) 的生活和工作方式。

家庭和辦公

冰箱會(hui) 在牛奶灑落的時候發信息提醒我們(men) ;我們(men) 躺在床上就能夠打開咖啡機……類似的很多事情都將在未來十年或十年以上實現。盡管智能家電在過去幾年裏一直主宰著拉斯維加斯的消費電子產(chan) 品展(CES),但尚未出現任何單一產(chan) 品或主導品牌。RNR市場研究公司估計去年這個(ge) 市場價(jia) 值200億(yi) 美元,內(nei) 部人士將這個(ge) 快速增長的市場描述為(wei) 一個(ge) 充滿活力且混亂(luan) 的市場。

Nest恒溫器是迄今為(wei) 止最具突破性的產(chan) 品,尤其是在節省功耗省電方麵。由於(yu) 設計簡潔,界麵比現有的可編程溫度調節器簡單,並且有來自穀歌的支持(穀歌在2013年給予32億(yi) 美元的啟動資金),Nest在加拿大,英國和美國一直備受關(guan) 注。

恒溫器更多的是控製你家的能耗,而不是被你家的電器、燈具、電視機、電腦音響套裝所消耗。Nest聲稱其設備 可以 通過熟悉用戶的日常使用習(xi) 慣,然後自己進行編程設置,並讓用戶可以通過手機來進行控製家用電器。這樣一來,可以為(wei) 用戶節省20%的電能。

其他的產(chan) 品更多的是在新奇,比如2018年CES展的一大亮點是Tagg,Tagg可以遠程追蹤你的狗或貓的位置的。還有亞(ya) 馬遜推出一款品牌按鈕,你可以在自己的房子周圍貼一圈,讓你可以隨手來訂購洗衣粉和手紙等生活用品。還有布拉德(Brad),一個(ge) 聰明而又有需要的烤麵包機,在他的網絡中與(yu) 其他的烤麵包機進行檢查對比,看看他們(men) 有多少動作,如果他覺得被忽略了,就會(hui) 自己動起來提醒你。

還有蘋果。其HomeKit平台希望智能家居領域的開發者可以使用它來創建設備控製應用程序。其目的是為(wei) 該行業(ye) 提供一個(ge) 網關(guan) ,一種通用語言。蘋果公司通常隻在具有巨大潛力的市場上投資,而RNR的數據顯示,到2020年,智能住宅市場可能會(hui) 增長到600億(yi) 美元。

辦公大樓也發生了變化。都是針對最低限度的效率和員工的方便。例如,思科從(cong) 四個(ge) 地點控製了全球300座建築的核心功能,包括氣候、電力使用和安全。該公司預計,當一位高管開車進入車庫時,會(hui) 自動發出信號,讓電梯來接她,並打開她辦公室的燈。

擁有複雜的內(nei) 部控製氣候的建築已經變得更加普遍。例如,曼尼托巴水電(Manitoba Hydro)的新摩天大樓有一個(ge) 巨大的天然濕潤器——一個(ge) 潮濕的房間,幾層樓高,充滿了熱帶植物,還有一個(ge) 與(yu) 管道相連的水,這些管道可以在整個(ge) 建築中輸送潮濕的空氣。係統知道什麽(me) 時候打開和關(guan) 閉百葉窗,或者讓陽光進來(從(cong) 免費的太陽熱中獲益)或者保持它。

城市

如今,世界上一半以上的人口居住在城市中心,到2050年,幾乎三分之二的人將居住在城市中心,這意味著有25億(yi) 的城市居民將在城市居住、使用和運輸。對於(yu) 今天的城市來說,這是一個(ge) 噩夢般的場景,因為(wei) 交通、霧霾、犯罪、堆滿垃圾的垃圾桶以及低效率的照明,占了城市電力預算的四分之一到一半。但目前正在測試的技術將幫助未來的城市更好地應對即將到來的移民問題。

有嵌入式視頻傳(chuan) 感器的紅綠燈可以根據汽車的位置和時間調整路燈的綠色和紅色。它們(men) 是一種雙贏,既減少了擁堵,又減少了煙霧,因為(wei) 在紅燈亮的車輛消耗了城市地區17%的燃料。

在巴塞羅那的市場上,嵌入車位的傳(chuan) 感器可以將空點的實時信息傳(chuan) 遞給正在尋找車位的用戶。西門子(Siemens)最近向一家初創企業(ye) 提供了一筆融資,用於(yu) 建造可以引導汽車進入可用地點的無人駕駛飛機。聽起來微不足道嗎?這並不是:高達30%的擁堵是由於(yu) 司機在街道上徘徊尋找停車的地方造成的。

特拉維夫正通過為(wei) 公共汽車、穿梭巴士、出租車和汽車排水車提供一條車道,來解決(jue) 繁忙道路上的交通問題,同時也讓那些沒有耐心和有錢的通勤者也可以使用指定的車道。道路上的傳(chuan) 感器會(hui) 識別汽車的車牌號碼,並根據路麵的繁忙程度自動對車主的信用卡收費。

在聖地亞(ya) 哥,智能LED街燈隻有在行人或車輛接近時才會(hui) 打開——該市最近更換了3000盞老式路燈,配備了傳(chuan) 感器,每年可節省25萬(wan) 美元。英國人試圖阻止流氓行為(wei) ,他們(men) 正在測試一盞燈,當它檢測到砰砰聲和大聲叫囂時,會(hui) 發出一盞特別亮的燈,並配備了攝像頭,將直播視頻傳(chuan) 送到雲(yun) 端。

在費城,他們(men) 已經投資了4000美元的太陽能垃圾桶(稱為(wei) 大肚子),用來粉碎垃圾,並向調度員發送信件,要求在他們(men) 滿的時候再來取。Philly能夠將每周垃圾收集的數量從(cong) 17個(ge) 減少到3個(ge) ,並實現每年100萬(wan) 美元的節省燃料、維護和勞動力成本。

製造業(ye)

位於(yu) 賓夕法尼亞(ya) 州約克市的哈雷-戴維森摩托車廠建於(yu) 1973年,是典型的流水線操作。但幾年前,它得到了思科的高科技更新。現在,一係列與(yu) 所謂的製造執行係統相連的傳(chuan) 感器,從(cong) 工廠的地板上收集數據,以查明任何問題。當發現後麵的擋泥板阻礙了這個(ge) 過程時,管理人員改變了布局,使零件直接流向生產(chan) 線,而不是手工收集和移動。在另一個(ge) 房間裏,傳(chuan) 感器可以分辨出空氣流動、濕度是否最佳,並在必要時對其進行修正。這個(ge) 係統並不便宜。

分析師稱,將一個(ge) 製造執行係統安裝到單個(ge) 工廠的成本在50萬(wan) 美元到100萬(wan) 美元之間。但是根據SAP(提供哈雷工廠的軟件),工廠現在可以多生產(chan) 出25%的自行車,工人減少30%。它可以在短短6個(ge) 小時內(nei) 完成交付,而不是在21天內(nei) 交付1700輛自行車。

在德國,西門子的安伯格工廠每年生產(chan) 近1200萬(wan) 台可編程邏輯控製器。(PLC是一個(ge) 交換機,可以控製各種各樣的係統,如遊船、滑雪纜車和組裝線。)在整個(ge) 製造和裝配過程中嵌入的微型傳(chuan) 感器幫助公司幾乎消除了缺陷:它聲稱其PLCs是完美的99.99885%的時間。

更大的“可視性”——從(cong) 傳(chuan) 感器到智能手機和平板電腦的即時信息——也使得機器的停機時間大大減少,因為(wei) 經理們(men) 可以在爆炸之前發現瓶頸和現有的或即將到來的維修問題。埃森哲最近報告說,物聯網技術可以將平均維修費用削減12%,維修費用減少30%,停工時間減少70%。它還可以通過智能能源管理係統節省電力成本,這是工廠的主要開支之一。電價(jia) 會(hui) 自動納入機器的工作時間表,允許工廠避免價(jia) 格高峰。

通用電氣(GE)董事長傑夫 伊梅爾特(Jeff Immelt)曾經說過的:“如果你昨晚作為(wei) 一家實業(ye) 公司去睡覺,你將會(hui) 在今天早上醒來,成為(wei) 一家軟件和分析公司。”

交通

新款特斯拉電動轎車的零售價(jia) 為(wei) 7萬(wan) 美元。此外,它還能在不到4秒的時間內(nei) 以每小時100公裏的速度讓人羨慕,它能在一次充電中達到435克。如果你的果汁喝得很低,汽車的導航係統會(hui) 把你帶到最近的充電站。埃龍·馬斯克(Elon Musk)的最新一代汽車配備了自動駕駛儀(yi) (Autopilot),它使用了攝像頭、雷達和360度聲納傳(chuan) 感器的組合,自動駕駛在開闊的道路上,在停停的交通中,不僅(jin) 能找到,還能找到平行的停車位。這款相機還可以讀取速度限製,並警告司機減速。遠離你的車道和司機的座位。

而且特斯拉的情況一直在變好,多虧(kui) 了內(nei) 部聯網軟件,它向公司的工程師發送了源源不斷的數據。自汽車發布以來,程序員們(men) 已經對軟件進行了幾次升級,以提高軟件的範圍,使其能夠在其他車輛處於(yu) 盲點時警告駕駛員,並在另一輛車接近時自動將高光束調暗。

所有這些都是說,你的汽車是靜止的,它的功能在銷售點,正在快速地後退。梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)等老牌公司也將推出智能汽車。在矽穀的研究中心,一個(ge) 工程師和程序員團隊正在完善一個(ge) 模型,該模型可以與(yu) 智能手機交互,收集你的約會(hui) 信息,並提出到達目的地的路線,並顯示實時交通信息。今年5月,Freightliner(戴姆勒公司的子公司,與(yu) 奔馳公司一起)獲得了世界上第一輛機器人卡車的內(nei) 華達州牌照,該公司已經在該州道路上進行了15,000公裏的測試(盡管是與(yu) 一名操作員一起駕駛)。

研究公司高德納(Gartner)估計,到2020年,全球道路上的聯網汽車將達到2.5億(yi) 輛,其中許多汽車能夠自動駕駛。每年有800萬(wan) 起交通事故,130萬(wan) 起撞車事故;思科公司的Smart聯網車輛部門已經提出,自動駕駛汽車可以消除多達85%的正麵碰撞。他們(men) 也可以幫助緩解交通,因為(wei) 他們(men) 可以相互交流他們(men) 的位置,因此比人類駕駛的車輛更接近。交通專(zhuan) 家稱之為(wei) “連”包裝更多的汽車到相同的道路太空可能幫助拯救司機至少900億(yi) 小時的他們(men) 現在每年花在堵塞,產(chan) 生了2.2億(yi) 噸的碳排量和浪費了至少1萬(wan) 億(yi) 美元的燃料成本和生產(chan) 力損失。

航空航天

航空工業(ye) 一直遲遲不采用新技術——例如,美國的空中交通管製係統,仍然運行於(yu) 上世紀70年代建造的搖搖搖搖的計算機基礎設施。從(cong) 某種程度上來說,這是可以理解的:當我們(men) 談論3萬(wan) 英尺高的大型移動設備時,技術故障的後果是非常可怕的。

但事實是,這種技術可以防止像德國之翼(Germanwings)這樣的悲劇發生——一名不安的副駕駛鎖定了機長,並故意飛進了法國的航空公司——已經存在了,這使得它變得更加毫無意義(yi) 。飛機早就裝備了傳(chuan) 感器,可以收集燃料效率、高度、位置和維修問題的數據。但這些數據通常隻是在飛機著陸後才進行處理。隨著連接和數據處理軟件的進步,沒有理由不能發送和解析中飛行。同樣的技術也可以用來在危機情況下覆蓋飛行員,比如德國之翼,或者更頻繁地加載每架飛機的位置——這將極大地幫助馬航370航班的搜尋工作。

但變化正在慢慢到來。飛機引擎中的傳(chuan) 感器現在可以通過測量噴氣式發動機的排氣溫度來檢測和分離出發展中的問題,在飛機還在空中的時候,就可以與(yu) 飛行員和地麵人員進行交流。

在效率方麵,通用電氣開發了一種工具,可以測量燃油的使用,並巧妙地移動機翼的襟翼(包括其他東(dong) 西),以減少不必要的阻力。這項技術幫助意大利航空公司在一年內(nei) 減少了1%的燃料消耗。由於(yu) 全行業(ye) 的燃料支出每年徘徊在300億(yi) 美元左右,即使是如此小的節省也很可觀。

鐵路行業(ye) 也正在慢慢走向現代化。英國的網絡鐵路公司和Cisco公司正在安裝傳(chuan) 感器,並在軌道旁邊安裝傳(chuan) 感器,以通知中央指揮中心,如果他們(men) 需要維修,或者受到附近山體(ti) 滑坡或洪水的威脅。這將減少目前用於(yu) 鐵路檢查的約130萬(wan) 小時。

紐約的通勤者們(men) 用互聯網來感謝短途通勤。該市的Canarsie地鐵線最近安裝了siemens軌道和火車,它可以精確定位比老式自動閉塞信號係統更精確的位置(它使用了trackside燈來告訴列車在通過定點時停止和前進)。因為(wei) 智能軌道知道火車的確切位置,這就意味著火車之間的間隔不需要那麽(me) 大,可以讓更多的列車在繁忙的航線上運行,每小時26次,而不是15次。

航運也參與(yu) 進來了。德國在二戰後的經濟奇跡中,德國主要的港口城市漢堡-能勒,近年來麵臨(lin) 著幾個(ge) 與(yu) 此有關(guan) 的問題。每天抵達港口的550輛卡車中,有許多都在等待船隻駛入港口的長隊中閑置了數小時,或者停泊在港口附近的居民區,因為(wei) 港口地區的港口很少。

每年有1萬(wan) 艘船在那裏卸貨,經常發生的情況是太多的船隻同時到達,堵塞了相對較小的港口。考慮到其地理位置的曆史悠久,人口密度高,擴張並沒有出現。現在,多虧(kui) 了思科和SAP的一個(ge) 項目,這些船隻和900萬(wan) 個(ge) 集裝箱通過港口傳(chuan) 送(並不斷更新)他們(men) 的準確到達時間,所以卡車可以安排及時的接送和貨運。卡車司機甚至可以遠程預訂泊車位,這樣他們(men) 就不會(hui) 開車四處尋找停車位或堵塞城市的其他地方。

醫療

旨在幫助嬰兒(er) 潮一代居住的技術越來越繁榮。這並不令人意外,近15%的加拿大人現在65歲或更老,這一比例預計在20年內(nei) 將上升到23%。新一代的傳(chuan) 感器可以判斷住在家裏的病人病情是否惡化,並立即與(yu) 他們(men) 的醫療團隊溝通。

飛利浦——最著名的燈泡和電動牙刷——在你吃藥的時候發明了一個(ge) 可以打開的藥丸盒,並向你的家人或護士發送信息,確認你已經服用了這些藥物。這家荷蘭(lan) 公司最近剝離了一家新的醫療保健子公司飛利浦醫療(Philips Healthcare),該公司是該領域的領導者,目前正在努力尋找一種方式,這種方式對使用智能手機的年輕人來說很容易,就像對患有退行性疾病和癡呆的80歲老人一樣。

他們(men) 的傳(chuan) 感器很特別,就像新生兒(er) 單位用來監測早產(chan) 兒(er) 的傳(chuan) 感器一樣。由於(yu) 不能直接放置在皮膚上,傳(chuan) 感器反而使用高清攝像頭來監測皮膚的顏色、呼吸和溫度,並提醒護士注意任何變化。這些設備最終將幫助醫生和護士照顧和監控更多在家裏和醫院的病人。紐約Presbyterian醫院現在使用的智能床可以立即告知病人是否已經起床,並讓護理站知道。

此外,FitBit、Apple Watch、suto等健身追蹤器的市場也在蓬勃發展,估值已經超過20億(yi) 美元,到目前為(wei) 止已經售出8400萬(wan) 部。這些監測儀(yi) 測量心率、睡眠模式、飲食、鍛煉等,並將數據傳(chuan) 送給移動應用。很快,這些信息就會(hui) 被直接發送給你的醫療服務提供者或保險公司,他們(men) 仍然相信你的話,是的,你每周鍛煉四次,並且總是走樓梯。美國保險商約翰 漢考克(John Hancock)(宏利的子公司)向客戶提供高達15%的保費,如果他們(men) 願意交出數據,證明他們(men) 過著健康的生活方式。

接下來:皮下植入。基於(yu) 使命的Medtronic公司已經銷售了一種葡萄糖種植體(ti) ,可以幫助糖尿病患者控製血糖。

能源

電網的設計是為(wei) 了在需要的基礎上提供電力,以微妙地平衡供給和需求——這是一個(ge) 挑戰,因為(wei) 需求隨時間、天氣和季節而變化。熱浪、暴風雪、甚至是奧斯卡頒獎典禮,都能給這個(ge) 老化的基礎設施帶來壓力。為(wei) 了滿足突發的峰值,備用電站和柴油發電機必須準備就緒,吞噬稀缺的資源。這遠遠不是有效的。

所謂智能電網背後的基本原理很簡單:電力是以需求為(wei) 基礎定價(jia) 的,這種信息會(hui) 立即傳(chuan) 輸到智能電表、恒溫器和家用電器上,這樣它們(men) 就能在最便宜的時候,在非高峰時段獲得所需的電力。這個(ge) 係統使用市場力量來平衡係統負載,理論上,應該使電網更不容易受到黑和限電的影響。

試點項目,尤其是在意大利和德克薩斯州,已經證明了該理論可以在現實世界中發揮作用。美國將2030年設定為(wei) 實現智能電網大部分組件的非正式截止日期;安大略的Hydro One是目前全球許多地區公用事業(ye) 公司之一。雖然它已經重新安置了許多智能手表,但它仍將在2025年拍攝。

目前,他們(men) 隻是直接將時間的使用直接發送到實用程序。但在未來,電表可以接收有關(guan) 定價(jia) 的信息和對係統的總需求,並據此管理自己。

輸電線和管道也得到了高科技的升級。通過對線路中傳(chuan) 感器采集的數據進行分析,以檢測和隔離維修問題。而且預測軟件已經在市場上可以預測哪些樹最有可能掉下來並取下線路。思科公司(Cisco)建設的管道內(nei) 襯有敏感的纖維,可以直接感應到泄漏和無線電的幫助。對於(yu) 老化的管道,通用電氣已經開發了軟件,可以整理地震數據、地形細節、人口密度、醫院和學校的位置,以幫助在持續的基礎上或緊急情況下做出維修決(jue) 策。

可再生能源的增長在很大程度上取決(jue) 於(yu) 智能電網。根據國際能源協會(hui) (International Energy Association)的數據,到明年,可再生能源將取代天然氣成為(wei) 世界上第二大能源來源(煤炭仍處於(yu) 領先地位)。在加拿大,風能和太陽能是目前增長最快的發電行業(ye) (盡管它們(men) 仍然隻占總量的百分之幾)。由於(yu) 太陽能和風力發電場所產(chan) 生的能量隨時間和時間的變化而變化,因此它們(men) 可能會(hui) 對環境造成更大的壓力。太陽能電池板能夠傳(chuan) 達它們(men) 所產(chan) 生的能量。它仍然是將這些麵板堆疊到網格中,並且在我們(men) 不需要的時候找到一個(ge) 可伸縮的電池來存儲(chu) 溢出。

風能也麵臨(lin) 著類似的整合問題,盡管最新一代的渦輪機本身已經從(cong) 物聯網技術中獲益。在風力發電廠的前沿建造的通用渦輪發電機可以讓後麵的人知道陣風即將來臨(lin) ,這促使他們(men) 立即改變葉片的角度,以保護自己免受傷(shang) 害,延長他們(men) 的壽命。一個(ge) 相對較新的軟件程序也處理由渦輪傳(chuan) 感器收集的數據,並提出最佳的角度來產(chan) 生更多的電力,增加風電場產(chan) 量5%。

農(nong) 業(ye)

盡管我們(men) 可能擁有普通家庭農(nong) 場的田園風光,但農(nong) 民一直都是技術的早期采用者——畢竟,任何能幫助他們(men) 從(cong) 土地上獲得的微薄生計的東(dong) 西都是一件好事。

如今,大多數的農(nong) 民都在自己的土地上使用裝有gps的智能手機,裝載著與(yu) 農(nong) 業(ye) 相關(guan) 的應用程序。隨著農(nong) 場的急劇增長——在過去的25個(ge) 世紀裏,美國的平均分布已經翻了一番——農(nong) 民(或者,正變得越來越普遍,擁有這些業(ye) 務的大公司)迅速部署了數據收集、聯網設備來幫助跟蹤他們(men) 。

來自約翰迪爾的新機器不僅(jin) 可以耕作、播種和收割,還可以收集農(nong) 民的數據,包括空氣和土壤溫度、濕度、風速、濕度、太陽輻射和降雨量。在幹旱和幹旱的地區,明智的澆水係統隻在適當的地方撒上足夠的水,並能探測到水管道的泄漏。一家公司開發了一種傳(chuan) 感器,可以檢測出一種特殊害蟲的高計數,然後釋放幹擾它們(men) 交配的信息素,從(cong) 而減少對殺蟲劑的需求。甚至奶牛現在也在實時地傳(chuan) 送數據,一家荷蘭(lan) 公司製造了傳(chuan) 感器,當它們(men) 附著在個(ge) 體(ti) 動物身上時,可以告訴農(nong) 民哪些動物處於(yu) 高溫,懷孕或生病。

未來傳(chuan) 感器的8發展大趨勢


未來,傳(chuan) 感器將變得更小、更便宜、更準確、更靈活、更節能、更環保,能夠收集更多類型的數據,並集成越來越多的新技術。

1.更小,更便宜

隨著各種新平台和新材料的應用,製造商可以製造更小的傳(chuan) 感器,其性能可以與(yu) 毫米級和微波級的電子元器件一樣高,並且隨著更少的矽的應用,成本將大幅降低。同時,新平台還會(hui) 降低傳(chuan) 感器的設計、開發和製造成本。

從(cong) 長遠來看,可自我校準的傳(chuan) 感器具有非常高的成本效益。通過自動校準,可以減少傳(chuan) 感器的維護次數和時間,並大幅降低維護成本。另外,可自我修複的傳(chuan) 感器將會(hui) 有更廣泛的應用範圍,並使維護成本更低,特別是在發生各種災難和風險時將大有用處。

2.更高的準確性

目前,多通道協作頻譜感知的研究還處於(yu) 初期階段。未來,一旦技術成熟,它將比現在的單通道傳(chuan) 感器提供更精確的監測數據。

更準確、更可靠和可複製的傳(chuan) 感器將在醫療設備等領域擁有更多的應用場景,其實現的功能也更加強大。

3.更靈活且更柔性

柔性傳(chuan) 感器是未來傳(chuan) 感器發展的一個(ge) 重要方向。目前,柔性光傳(chuan) 感器、PH傳(chuan) 感器、離子傳(chuan) 感器和生物傳(chuan) 感器仍處在早期開發階段。在未來,這些柔性傳(chuan) 感器將擁有更多創新應用,如人造皮膚、可穿戴傳(chuan) 感器和微動傳(chuan) 感。

通過微線技術和磁場,傳(chuan) 感器可以像頭發絲(si) 一樣纖細,而又具有彈性,不需要電源,可以無接觸地測量溫度、壓力、拉力、應力,扭轉和位置。

4.更好的感知與(yu) 更多的數據

未來的傳(chuan) 感器將更有效地模仿人類的感官,來檢測、處理和分析複雜的信號,如生物危害、氣味、材料壓力、病原體(ti) 和腐蝕等。例如,這些先進的傳(chuan) 感器不僅(jin) 僅(jin) 能夠感知大量的單一分析物(例如二氧化碳),還可以破解氣味中的每個(ge) 組成部分。

此外,智能微塵是由振動驅動的微觀傳(chuan) 感器,可以監控戰場、高層建築或動脈堵塞等各種情況。

5.更多的醫療應用

目前,很多與(yu) 健康相關(guan) 的傳(chuan) 感器主要用在娛樂(le) 和生活方式領域,它們(men) 的功能達不到醫療級的要求。未來,更多醫療級的傳(chuan) 感器將通過嚴(yan) 格的監管審批並實現醫療應用。

隨著實驗室係統的微型化,將加速生物危害感知的新興(xing) 技術的研發,可穿戴傳(chuan) 感器將成為(wei) 真正的醫療級設備,而非簡單的生活和娛樂(le) 之用。醫療檢測將更加輕鬆,一台檢測儀(yi) 器可以分析更多的物質,並減少對檢測樣品量的需求,比如,可以通過汗液和眼淚等體(ti) 液即可完成健康檢測。

可吞服藥丸是實驗室係統微型化的一個(ge) 應用,例如,已經有很多健康科技初創企業(ye) 使用可吞服傳(chuan) 感器替代傳(chuan) 統的內(nei) 窺鏡檢查,以減少患者的痛苦。還有一些科技公司研發的可吞服或可植入藥丸,可以在體(ti) 內(nei) 長期持續給藥,讓患者的日常治療更為(wei) 輕鬆。

6.更節能

當前,大多數傳(chuan) 感器並不是很節能,因為(wei) 其始終處於(yu) 開啟狀態。未來,傳(chuan) 感器將變得更智能,並由特定條件驅動,隻有當達到某個(ge) 條件時才能被激活,而當它們(men) 處於(yu) 待機模式時,幾乎沒有功耗。

此外,傳(chuan) 感器還可以從(cong) 周圍環境中獲取能量,實現更長久的運行。例如運動、壓力、光線,或患者身體(ti) 與(yu) 周圍空氣的熱量差異等都可以成為(wei) 傳(chuan) 感器的能量來源。

7.更環保

在未來,環境友好型和可生物降解的傳(chuan) 感器將日益受到歡迎。

例如,傳(chuan) 感器可以采用由細菌驅動的,可降解的紙基電池,此類傳(chuan) 感器可用於(yu) 農(nong) 田管理、環境監測、食品流通監測或醫療檢測等領域,而不會(hui) 汙染環境。

8.更高的複雜性和更好的兼容性

通過協調工作,傳(chuan) 感器將獲得額外的複雜性。傳(chuan) 感器集群可以更好地協調傳(chuan) 感器之間的工作,並通過自主學習(xi) 係統來確定工作內(nei) 容和位置。

此外,各種新技術的采用,也將使傳(chuan) 感器變得更加多樣化。例如,通過激光技術,傳(chuan) 感器可以通過物質獨特的光譜識別出物質組成;飛行時間傳(chuan) 感器可通過紅外光脈衝(chong) 測量兩(liang) 個(ge) 物體(ti) 之間的距離;由晶體(ti) 、特殊陶瓷、骨骼、DNA、蛋白質等材料製造的壓電傳(chuan) 感器可以更好地對外部壓力和潛熱進行響應。

在未來,各種基礎科學的進步將進一步推動傳(chuan) 感器技術的快速進化。傳(chuan) 感器將變得更加小型化、人性化,人機交互更加友好;同時,它們(men) 將變得更加隱形,更加不易察覺。隨著傳(chuan) 感器更加深入地融入我們(men) 的日常生活,以及與(yu) AI等新技術的融合,在未來的互聯互通和自動化的世界中,傳(chuan) 感器將使我們(men) 的生活更加美好。


結語

隨著信息技術的進步,傳(chuan) 感器的地位也水漲船高,因為(wei) 以前許多無法感知的信息,都被先進的新發明的傳(chuan) 感器一一搜集,成為(wei) 服務於(yu) 我們(men) 更好美生活的數據。

現在人類生活的世界,無處不遍布著各種各樣的傳(chuan) 感器。傳(chuan) 感器的未來已來。


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