隨著傳感器,,以及與之相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲,、儲能,、新材料,、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備等軟硬件技術(shù)的發(fā)展,,還有成本的持續(xù)下降,,傳感器的應(yīng)用場景將變得越來越豐富,。
2022年,傳感器更伴隨著這些技術(shù)的發(fā)展,,進(jìn)一步改變我們的生活,,同時傳感器本身也面臨新的發(fā)展需求。未來,,傳感器將變得更小,、更便宜、更準(zhǔn)確,、更靈活,、更節(jié)能、更環(huán)保,,能夠收集更多類型的數(shù)據(jù),,并集成越來越多的新技術(shù)。
1.更小,,更便宜
隨著各種新平臺和新材料的應(yīng)用,,制造商可以制造更小的傳感器,其性能可以與毫米級和微波級的電子元器件一樣高,,并且隨著更少的硅的應(yīng)用,,成本將大幅降低。同時,,新平臺還會降低傳感器的設(shè)計,、開發(fā)和制造成本。
從長遠(yuǎn)來看,,可自我校準(zhǔn)的傳感器具有非常高的成本效益,。通過自動校準(zhǔn),可以減少傳感器的維護(hù)次數(shù)和時間,,并大幅降低維護(hù)成本,。另外,可自我修復(fù)的傳感器將會有更廣泛的應(yīng)用范圍,,并使維護(hù)成本更低,,特別是在發(fā)生各種災(zāi)難和風(fēng)險時將大有用處。
2.更高的準(zhǔn)確性
目前,,多通道協(xié)作頻譜感知的研究還處于初期階段,。未來,一旦技術(shù)成熟,,它將比現(xiàn)在的單通道傳感器提供更精確的監(jiān)測數(shù)據(jù),。
更準(zhǔn)確、更可靠和可復(fù)制的傳感器將在醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域擁有更多的應(yīng)用場景,,其實現(xiàn)的功能也更加強大,。
3.更靈活且更柔性
柔性傳感器是未來傳感器發(fā)展的一個重要方向,。目前,柔性光傳感器,、PH傳感器,、離子傳感器和生物傳感器仍處在早期開發(fā)階段。在未來,,這些柔性傳感器將擁有更多創(chuàng)新應(yīng)用,,如人造皮膚、可穿戴傳感器和微動傳感,。
通過微線技術(shù)和磁場,,傳感器可以像頭發(fā)絲一樣纖細(xì),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(yīng)力,扭轉(zhuǎn)和位置,。
4.更好的感知與更多的數(shù)據(jù)
未來的傳感器將更有效地模仿人類的感官,,來檢測、處理和分析復(fù)雜的信號,,如生物危害,、氣味、材料壓力,、病原體和腐蝕等,。例如,這些先進(jìn)的傳感器不僅僅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組成部分,。
此外,智能微塵是由振動驅(qū)動的微觀傳感器,,可以監(jiān)控戰(zhàn)場,、高層建筑或動脈堵塞等各種情況。
5.更多的醫(yī)療應(yīng)用
目前,,很多與健康相關(guān)的傳感器主要用在娛樂和生活方式領(lǐng)域,,它們的功能達(dá)不到醫(yī)療級的要求。未來,,更多醫(yī)療級的傳感器將通過嚴(yán)格的監(jiān)管審批并實現(xiàn)醫(yī)療應(yīng)用,。
隨著實驗室系統(tǒng)的微型化,將加速生物危害感知的新興技術(shù)的研發(fā),,可穿戴傳感器將成為真正的醫(yī)療級設(shè)備,,而非簡單的生活和娛樂之用,。醫(yī)療檢測將更加輕松,,一臺檢測儀器可以分析更多的物質(zhì),,并減少對檢測樣品量的需求,比如,,可以通過汗液和眼淚等體液即可完成健康檢測,。
可吞服藥丸是實驗室系統(tǒng)微型化的一個應(yīng)用,例如,,已經(jīng)有很多健康科技初創(chuàng)企業(yè)使用可吞服傳感器替代傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡檢查,,以減少患者的痛苦。還有一些科技公司研發(fā)的可吞服或可植入藥丸,,可以在體內(nèi)長期持續(xù)給藥,,讓患者的日常治療更為輕松。
6.更節(jié)能
當(dāng)前,,大多數(shù)傳感器并不是很節(jié)能,,因為其始終處于開啟狀態(tài)。未來,,傳感器將變得更智能,,并由特定條件驅(qū)動,只有當(dāng)達(dá)到某個條件時才能被激活,,而當(dāng)它們處于待機模式時,,幾乎沒有功耗。
此外,,傳感器還可以從周圍環(huán)境中獲取能量,,實現(xiàn)更長久的運行。例如運動,、壓力,、光線,或患者身體與周圍空氣的熱量差異等都可以成為傳感器的能量來源,。
7.更環(huán)保
在未來,,環(huán)境友好型和可生物降解的傳感器將日益受到歡迎。
例如,,傳感器可以采用由細(xì)菌驅(qū)動的,,可降解的紙基電池,此類傳感器可用于農(nóng)田管理,、環(huán)境監(jiān)測,、食品流通監(jiān)測或醫(yī)療檢測等領(lǐng)域,而不會污染環(huán)境,。
8.更高的復(fù)雜性和更好的兼容性
通過協(xié)調(diào)工作,,傳感器將獲得額外的復(fù)雜性,。傳感器集群可以更好地協(xié)調(diào)傳感器之間的工作,并通過自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)來確定工作內(nèi)容和位置,。
此外,,各種新技術(shù)的采用,也將使傳感器變得更加多樣化,。例如,,通過激光技術(shù),傳感器可以通過物質(zhì)獨特的光譜識別出物質(zhì)組成,;飛行時間傳感器可通過紅外光脈沖測量兩個物體之間的距離,;由晶體、特殊陶瓷,、骨骼,、DNA、蛋白質(zhì)等材料制造的壓電傳感器可以更好地對外部壓力和潛熱進(jìn)行響應(yīng),。
在未來,,各種基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步將進(jìn)一步推動傳感器技術(shù)的快速進(jìn)化。傳感器將變得更加小型化,、人性化,,人機交互更加友好;同時,,它們將變得更加隱形,,更加不易察覺。隨著傳感器更加深入地融入我們的日常生活,,以及與AI等新技術(shù)的融合,,在未來的互聯(lián)互通和自動化的世界中,傳感器將使我們的生活更加美好,。
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