傳感器盤點(diǎn)：八大熱門新型傳感器技術(shù)剖析

隨著MEMS、激光技術(shù)、高科技材料等的技術(shù)進(jìn)步，傳感器的研發(fā)呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，有的利用生物材料模擬人類皮膚，創(chuàng)新傳感器的觸覺;有的利用MEMS技術(shù)研發(fā)微型智能化傳感器，從而有利于復(fù)雜系統(tǒng)的集成;有的利用高精度的激光技術(shù)創(chuàng)造激光雷達(dá)，從而利于系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知周邊障礙物與環(huán)境等等。下面筆者就給大家盤點(diǎn)下2016年熱門的新型傳感器技術(shù)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展，傳感技術(shù)作為一種與現(xiàn)代科學(xué)密切相關(guān)的新興學(xué)科也得到迅速的發(fā)展，并且在工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)、航天技術(shù)軍事工程、醫(yī)療診斷等學(xué)科被越來越廣泛地利用，同時(shí)對(duì)各學(xué)科發(fā)展還有促進(jìn)作用。隨著MEMS、激光技術(shù)、高科技材料等的技術(shù)進(jìn)步，傳感器的研發(fā)呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，有的利用生物材料模擬人類皮膚，創(chuàng)新傳感器的觸覺；有的利用MEMS技術(shù)研發(fā)微型智能化傳感器，從而有利于復(fù)雜系統(tǒng)的集成；有的利用高精度的激光技術(shù)創(chuàng)造激光雷達(dá)，從而利于系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知周邊障礙物與環(huán)境等等。

傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱。通常被測(cè)量是非電物理量，輸出信號(hào)一般為電量。當(dāng)今世界正面 臨一場(chǎng)新的技術(shù)革命，這場(chǎng)革命的主要基礎(chǔ)是信息技術(shù)，而傳感器技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)三大支柱之一。一些發(fā)達(dá)國家都把傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)同等位置。

新型可穿戴傳感技術(shù)

英國國防部(MoD)公布一種新型可穿戴傳感技術(shù)，定位士兵位置和防止誤傷事件。這一套徒步近戰(zhàn)傳感(DCCS)系統(tǒng)可以讓指揮官在沒有 GPS的情況下定位士兵位置，同時(shí)提供更好的周圍環(huán)境感知能力。

DCCS系統(tǒng)在士兵可穿戴設(shè)備上配有的相機(jī)、激光傳感器、方向傳感器等，必要時(shí)可以摘取下來，用來給一些目標(biāo)物體進(jìn)行定位，如一些軍用無人機(jī)、軍用飛機(jī)以及需要救助的傷員，在其周圍放置 DCCS 系統(tǒng)裝備，可以讓同樣擁有該套系統(tǒng)裝備的部隊(duì)迅速收到該目標(biāo)位置。

新型人造毛發(fā)傳感器

中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)教授何曉東(音譯)以及其同事在這方面進(jìn)行了創(chuàng)新，他們研發(fā)的新技術(shù)能夠模仿人體表面的細(xì)微毛發(fā)，人類正是通過這些毛發(fā)將感覺信息傳遞到皮膚神經(jīng)。研究人員采用30微米的細(xì)線代替毛發(fā)，他們?cè)诠柚鹉z中嵌入一排細(xì)微電線，這排電線的作用就是給人造皮膚帶來外界信息。

當(dāng)然，這種電線并不會(huì)像真實(shí)的毛發(fā)那樣感覺壓力或運(yùn)動(dòng)變化。其通過位移來對(duì)外界環(huán)境變化做出判斷。電線本身帶有少量電荷，會(huì)形成一個(gè)小型磁場(chǎng)。當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)電線被移動(dòng)時(shí)，其周圍磁場(chǎng)就會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)備的靈敏度非常高，甚至能夠檢測(cè)到一只蒼蠅。其也能夠檢測(cè)到物體從表面劃過，甚至可以感覺到輕微的風(fēng)。

研究人員指出，創(chuàng)新的關(guān)鍵在于所選擇的電線材質(zhì)。研究人員此前使用碳納米管來制造人造毛發(fā)，但效果并不理想。而此次研究團(tuán)隊(duì)使用由導(dǎo)電鈷合金制成的玻璃包線。這種材質(zhì)的電線韌性較高，能夠隨意打結(jié)且不會(huì)斷裂。該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種材料的耐用性和經(jīng)濟(jì)性足以使其能夠在現(xiàn)實(shí)世界中普及。

“襪子”溫度傳感器

致力于糖尿病患者健康監(jiān)測(cè)的創(chuàng)企Siren Care研發(fā)了一款智能襪子，該襪子通過溫度傳感器來檢測(cè)患者是否出現(xiàn)炎癥，進(jìn)而實(shí)時(shí)檢測(cè)糖尿病患者健康狀況。與之前其它公司開發(fā)的靴子、鞋墊相比，Siren的襪子又更接近皮膚。傳感器被編織到襪子中，可以隨時(shí)檢測(cè)足部炎癥，而探測(cè)出的所有信息都會(huì)上傳到智能手機(jī)上的App上，方便患者隨時(shí)了解自身足部情況。

所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于襪子的傳感器、手機(jī)App以及云盤中。當(dāng)足部出現(xiàn)損傷時(shí)，襪子可以檢測(cè)到高溫差，然后App會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒患者足部出現(xiàn)了問題。智能襪子雖然是一款傳感器可穿戴設(shè)備，但不需要經(jīng)常充電。每個(gè)襪子的內(nèi)置電池都充滿電量，可以使用六個(gè)月。

貼紙傳感器

據(jù)報(bào)道，美國研究人員開發(fā)出一種類似皮膚貼紙的柔性傳感器，可監(jiān)測(cè)心率和識(shí)別語音。該器件的潛在應(yīng)用包括診斷病情、操縱機(jī)器人，以及在沒有手柄的情況下玩電腦游戲等。例如，用戶只需說出“上、下、左、右”就可控制吃豆人游戲，語音識(shí)別率可達(dá)90%。