未來傳感器的8大發展大趨勢

    傳感器——改變世界的潘多(duō)拉之盒
    如果說知識就是力量，那麽每一個連入網絡的傳感器都在提升人類的潛能(néng)，優化人類的決策。“傳感器将促進智能(néng)化城市的實現，讓我們可(kě)以清楚地了解城市的用(yòng)電(diàn)情況，可(kě)以掌握現在的環境參數、車(chē)流狀況，讓我們的生活更加便利。所有(yǒu)的測量，都建立在各種各樣的傳感器和功能(néng)材料的基礎上。開發出多(duō)種多(duō)樣的傳感器以及應用(yòng)系統，提高生活的信息化程度，歐美大片裏的未來世界将不僅僅出現在電(diàn)影中(zhōng)，一個智能(néng)化的未來世界在向我們招手。”潛心研究傳感器與功能(néng)材料的廈門大學(xué)施展教授如是說。
    随着傳感器，以及與之相關的數據存儲、儲能(néng)、新(xīn)材料、網絡基礎設備等軟硬件技(jì )術的發展，還有(yǒu)成本的持續下降，傳感器的應用(yòng)場景将變得越來越豐富。
    2022年，傳感器更伴随着這些技(jì )術的發展，進一步改變我們的生活，同時傳感器本身也面臨新(xīn)的發展需求。未來，傳感器将變得更小(xiǎo)、更便宜、更準确、更靈活、更節能(néng)、更環保，能(néng)夠收集更多(duō)類型的數據，并集成越來越多(duō)的新(xīn)技(jì )術。

1.更小(xiǎo)，更便宜
    随着各種新(xīn)平台和新(xīn)材料的應用(yòng)，制造商(shāng)可(kě)以制造更小(xiǎo)的傳感器，其性能(néng)可(kě)以與毫米級和微波級的電(diàn)子元器件一樣高，并且随着更少的矽的應用(yòng)，成本将大幅降低。同時，新(xīn)平台還會降低傳感器的設計、開發和制造成本。
    從長(cháng)遠(yuǎn)來看，可(kě)自我校準的傳感器具(jù)有(yǒu)非常高的成本效益。通過自動校準，可(kě)以減少傳感器的維護次數和時間，并大幅降低維護成本。另外，可(kě)自我修複的傳感器将會有(yǒu)更廣泛的應用(yòng)範圍，并使維護成本更低，特别是在發生各種災難和風險時将大有(yǒu)用(yòng)處。

2.更高的準确性
    目前，多(duō)通道協作(zuò)頻譜感知的研究還處于初期階段。未來，一旦技(jì )術成熟，它将比現在的單通道傳感器提供更精(jīng)确的監測數據。
更準确、更可(kě)靠和可(kě)複制的傳感器将在醫(yī)療設備等領域擁有(yǒu)更多(duō)的應用(yòng)場景，其實現的功能(néng)也更加強大。

3.更靈活且更柔性
    柔性傳感器是未來傳感器發展的一個重要方向。目前，柔性光傳感器、PH傳感器、離子傳感器和生物(wù)傳感器仍處在早期開發階段。在未來，這些柔性傳感器将擁有(yǒu)更多(duō)創新(xīn)應用(yòng)，如人造皮膚、可(kě)穿戴傳感器和微動傳感。
通過微線(xiàn)技(jì )術和磁場，傳感器可(kě)以像頭發絲一樣纖細，而又(yòu)具(jù)有(yǒu)彈性，不需要電(diàn)源，可(kě)以無接觸地測量溫度、壓力、拉力、應力，扭轉和位置。

4.更好的感知與更多(duō)的數據
    未來的傳感器将更有(yǒu)效地模仿人類的感官，來檢測、處理(lǐ)和分(fēn)析複雜的信号，如生物(wù)危害、氣味、材料壓力、病原體(tǐ)和腐蝕等。例如，這些先進的傳感器不僅僅能(néng)夠感知大量的單一分(fēn)析物(wù)（例如二氧化碳），還可(kě)以破解氣味中(zhōng)的每個組成部分(fēn)。
    此外，智能(néng)微塵是由振動驅動的微觀傳感器，可(kě)以監控戰場、高層建築或動脈堵塞等各種情況。

5.更多(duō)的醫(yī)療應用(yòng)
    目前，很(hěn)多(duō)與健康相關的傳感器主要用(yòng)在娛樂和生活方式領域，它們的功能(néng)達不到醫(yī)療級的要求。未來，更多(duō)醫(yī)療級的傳感器将通過嚴格的監管審批并實現醫(yī)療應用(yòng)。
    随着實驗室系統的微型化，将加速生物(wù)危害感知的新(xīn)興技(jì )術的研發，可(kě)穿戴傳感器将成為(wèi)真正的醫(yī)療級設備，而非簡單的生活和娛樂之用(yòng)。醫(yī)療檢測将更加輕松，一台檢測儀器可(kě)以分(fēn)析更多(duō)的物(wù)質(zhì)，并減少對檢測樣品量的需求，比如，可(kě)以通過汗液和眼淚等體(tǐ)液即可(kě)完成健康檢測。
    可(kě)吞服藥丸是實驗室系統微型化的一個應用(yòng)，例如，已經有(yǒu)很(hěn)多(duō)健康科(kē)技(jì )初創企業使用(yòng)可(kě)吞服傳感器替代傳統的内窺鏡檢查，以減少患者的痛苦。還有(yǒu)一些科(kē)技(jì )公(gōng)司研發的可(kě)吞服或可(kě)植入藥丸，可(kě)以在體(tǐ)内長(cháng)期持續給藥，讓患者的日常治療更為(wèi)輕松。

6.更節能(néng)
    當前，大多(duō)數傳感器并不是很(hěn)節能(néng)，因為(wèi)其始終處于開啓狀态。未來，傳感器将變得更智能(néng)，并由特定條件驅動，隻有(yǒu)當達到某個條件時才能(néng)被激活，而當它們處于待機模式時，幾乎沒有(yǒu)功耗。
    此外，傳感器還可(kě)以從周圍環境中(zhōng)獲取能(néng)量，實現更長(cháng)久的運行。例如運動、壓力、光線(xiàn)，或患者身體(tǐ)與周圍空氣的熱量差異等都可(kě)以成為(wèi)傳感器的能(néng)量來源。

7.更環保
    在未來，環境友好型和可(kě)生物(wù)降解的傳感器将日益受到歡迎。
    例如，傳感器可(kě)以采用(yòng)由細菌驅動的，可(kě)降解的紙基電(diàn)池，此類傳感器可(kě)用(yòng)于農田管理(lǐ)、環境監測、食品流通監測或醫(yī)療檢測等領域，而不會污染環境。

8.更高的複雜性和更好的兼容性
    通過協調工(gōng)作(zuò)，傳感器将獲得額外的複雜性。傳感器集群可(kě)以更好地協調傳感器之間的工(gōng)作(zuò)，并通過自主學(xué)習系統來确定工(gōng)作(zuò)内容和位置。
    此外，各種新(xīn)技(jì )術的采用(yòng)，也将使傳感器變得更加多(duō)樣化。例如，通過激光技(jì )術，傳感器可(kě)以通過物(wù)質(zhì)獨特的光譜識别出物(wù)質(zhì)組成；飛行時間傳感器可(kě)通過紅外光脈沖測量兩個物(wù)體(tǐ)之間的距離；由晶體(tǐ)、特殊陶瓷、骨骼、DNA、蛋白質(zhì)等材料制造的壓電(diàn)傳感器可(kě)以更好地對外部壓力和潛熱進行響應。
    在未來，各種基礎科(kē)學(xué)的進步将進一步推動傳感器技(jì )術的快速進化。傳感器将變得更加小(xiǎo)型化、人性化，人機交互更加友好；同時，它們将變得更加隐形，更加不易察覺。随着傳感器更加深入地融入我們的日常生活，以及與AI等新(xīn)技(jì )術的融合，在未來的互聯互通和自動化的世界中(zhōng)，傳感器将使我們的生活更加美好。

文(wén)章來源： 嘉準傳感器，尚工(gōng)機器人

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來源：賢集網
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