在傳感器的創(chuàng)新應(yīng)用中,最為典型的是機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)、無人機(jī)等新型應(yīng)用領(lǐng)域。
1)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。
當(dāng)下,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)可謂是最為熱門和最受關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域之一。這兩項(xiàng)技術(shù)之所以如此吸引眼球,在于VR虛擬現(xiàn)實(shí)能夠給人身臨其境的感受,AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以讓人對(duì)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)更加形象、強(qiáng)烈和直觀。而這些感受,離不開傳感器的支撐。
在傳感器的應(yīng)用上,VR/AR 硬件會(huì)用到九軸陀螺儀、紅外定位傳感器、眼球追蹤傳感器以及手勢(shì)識(shí)別傳感器等,可以獲取使用者的動(dòng)作、姿態(tài)和加速度等信息。
未來,還將會(huì)用到生物傳感器。比如,子女去旅游時(shí),在家里的老人搭配上帶有生物傳感器的體感設(shè)備,也能獲得與子女旅游的同樣體驗(yàn)。VR和AR已應(yīng)用到游戲、體育、教育、旅游、影院、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著VR和AR應(yīng)用領(lǐng)域的不斷延伸,傳感器的應(yīng)用需求將非常巨大。
2)機(jī)器人。
機(jī)器人 ,是一種可編程和多功能的操作機(jī),或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng) ,一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。
谷歌AlphaGo戰(zhàn)勝國(guó)際圍棋大師的事件,引發(fā)了全球?qū)τ跈C(jī)器人的關(guān)注。在機(jī)器人里面,需求諸多傳感器,包括對(duì)周圍環(huán)境、對(duì)姿態(tài)的測(cè)試及人機(jī)互動(dòng)方面。
機(jī)器人需要用到大量、不同類別的傳感器,并對(duì)傳感器的性能也提出很高要求。機(jī)器人應(yīng)用十分廣泛,如養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)、教育業(yè)等。如果傳感器做得好,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)就可以飛起來,將助力養(yǎng)老、工業(yè)等諸多領(lǐng)域的發(fā)展。
3)無人機(jī)。
無人機(jī)在短時(shí)間內(nèi)得到快速發(fā)展。
據(jù)統(tǒng)計(jì),今年無人機(jī)的出貨量將達(dá)到500萬(wàn)臺(tái),明年將突破1000萬(wàn)臺(tái)。在無人機(jī)的高度集成化和智能化中,傳感器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
無人機(jī)中會(huì)應(yīng)用到陀螺儀、紅外、超聲、激光、攝像頭、氣壓、地磁等傳感器,從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)技術(shù)化的平穩(wěn)控制和輔助導(dǎo)航,以及人性化的避障、識(shí)別、跟蹤等智能控制。
4、智能傳感器的未來發(fā)展
4.1 傳感器走向集成化
為了開辟更為開闊的發(fā)展空間,MEMS傳感器開始走向集成化。
目前,一些企業(yè)開始開發(fā)集成傳感器,比如將麥克風(fēng)與氣壓傳感器進(jìn)行集成,將氣壓傳感器與溫濕度傳感器進(jìn)行集成,將麥克風(fēng)與溫濕度傳感器進(jìn)行集成等。
傳感器集成化有幾個(gè)優(yōu)勢(shì):一是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能更加強(qiáng)大,滿足多樣化需求;二是成本優(yōu)勢(shì),1個(gè)集成傳感器比2個(gè)單獨(dú)的傳感器更加具有成本優(yōu)勢(shì)。三是降低尺寸,可以滿足更多可穿戴式智能產(chǎn)品的發(fā)展需求。
4.2 無線能量采集
傳統(tǒng)傳感器存在諸多制約因素,最為突出的是供電方式。傳統(tǒng)傳感器主要通過電池或電力線供電,這種供電方式除了存在布設(shè)成本外,還會(huì)有定期維護(hù)和更換成本。
此外,可穿戴產(chǎn)品的大小也對(duì)傳感器的尺寸提出更高要求。對(duì)此,無線能量采集成為傳感器下一個(gè)發(fā)展方向。
無線能量收集技術(shù),是指把環(huán)境中的能量比如光、動(dòng)能、熱能等轉(zhuǎn)換成電能來給系統(tǒng)供電的技術(shù),實(shí)現(xiàn)傳感器的自供電,這樣傳感器可以被安置在任何地方,也減少更換和維護(hù)的成本。
目前,已有國(guó)外企業(yè)推出相應(yīng)的解決方案,并表示傳感器能夠持續(xù)工作達(dá)10年以上。
今后,隨著應(yīng)用的不斷推進(jìn),傳感器還會(huì)與人工智能技術(shù)相結(jié)合,傳感器將不是冷冰冰的器件,而會(huì)變成一個(gè)更加智能、更有溫度的產(chǎn)品。
4.3 算法和方案
隨著細(xì)分應(yīng)用需求的增多,傳感器之上的軟件算法和方案重要性越來越凸顯。在算法上,比如生物傳感器在醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。在心電算法上,除了心率、心臟負(fù)荷率、壓力、睡眠指數(shù)等,還包括通過FDA認(rèn)證的醫(yī)療應(yīng)用。此外,依托傳感器的解決方案開始不斷推出。