С момента появления датчиков они стали важными инфраструктурными устройствами цифрового общества, поскольку помогли человеку получить ту информацию, к которой когда-то было трудно или невозможно получить доступ. От смартфона до интеллектуальных голосовых устройств, от электростанции до промышленных систем — датчики превратились в расширенные органы, связывающие человека с машинами и окружающей средой.
С развитием датчиков и связанных с ними программных и аппаратных технологий, таких как хранение данных, накопление энергии, новые материалы и оборудование сетевой инфраструктуры, а также с постоянным снижением стоимости, сценарии применения датчиков будут становиться все более и более обширными.
Восемь тенденций будущего
В будущем в нашей жизни появится больше датчиков, и они станут меньше, дешевле, точнее, гибче, экономичнее, экологичнее и в то же время смогут собирать больше типов данных. и интегрировано с более новыми технологиями.
1.Медицинское применение
Сейчас датчики, связанные со здоровьем, в основном предназначены для развлекательного и жилого секторов, а не для медицинской сферы. В будущем больше медицинских датчиков уровня будут одобрены и использоваться в медицинских целях под строгим контролем.
По мере того, как лабораторные системы становятся миниатюрными, а новые технологии обнаружения биологических опасностей будут ускоряться, носимые датчики станут устройствами действительно медицинского уровня, а не простыми для жизни и развлечений. Медицинское тестирование станет проще: один прибор сможет анализировать больше веществ и сократить потребность в тестовых образцах, например, при проверке состояния здоровья с помощью анализа пота и слез.
Таблетки для глотания — это вариант миниатюризации лабораторных систем. Многие медицинские работники уже используют проглатываемые датчики вместо традиционной эндоскопии, чтобы уменьшить страдания пациентов. Существуют также технологические компании, которые разрабатывают глотаемые или имплантируемые таблетки, которые можно непрерывно вводить в организм в течение длительного времени, что облегчает ежедневное лечение пациентов.
2. Лучшее восприятие и больше данных
Будущие датчики смогут более эффективно интимировать человеческие органы, обнаруживать, обрабатывать и анализировать сложные сигналы, такие как биологическая опасность, запах, давление материалов, патогены, коррозия и т. д. Например, эти усовершенствованные датчики способны не только обнаруживать большое количество отдельных аналитов (например, углекислого газа), но также расшифровывает каждый компонент запаха.
Кроме того, «умные мотыги» представляют собой микроскопические датчики, управляемые вибрацией, которые могут отслеживать все: от полей сражений, высотных зданий до заблокированных артерий.
3. Меньший размер, более низкая стоимость
Благодаря использованию новых платформ и материалов производители могут производить датчики меньшего размера, которые имеют эквивалентные возможности с электронными компонентами на миллиметровом и микроволновом уровнях. А затраты будут снижены за счет меньшего использования кремния и большего использования новых платформ.
В долгосрочной перспективе датчики с самокалибровкой имеют большие преимущества, поскольку можно сократить частоту и время технического обслуживания и, следовательно, снизить затраты. Кроме того, автономные датчики будут иметь более широкое применение, особенно в сценариях стихийных бедствий и опасных рисков.
4. Более высокая точность
В настоящее время исследования многоканального совместного зондирования спектра все еще находятся на ранней стадии. Когда в будущем он станет зрелым, он будет обеспечивать более точный мониторинг данных, чем одноканальные датчики.
Датчики, которые являются более точными, отзывчивыми и воспроизводимыми, будут занимать больше приложений в области медицины и выполнять более мощные функции.
5.Более гибкий
Гибкий датчик – одно из важнейших направлений будущего. В настоящее время гибкий датчик, датчики PH, ионные датчики и биосенсоры находятся только на ранней стадии разработки и будут иметь более широкое применение, например, в искусственной коже, носимых датчиках и датчиках микродвижения.
Благодаря микропроводной технологии и магнитным полям датчик может быть тонким, как волос, но при этом эластичным, не требует источника питания и может бесконтактно измерять температуру, давление, растяжение, напряжение, скручивание и положение.
6. низкое энергопотребление
Сейчас большинство датчиков не энергосберегающие, потому что продолжают активный режим, даже не работая. В будущем датчики станут умнее и будут активироваться в зависимости от определенных условий, практически не потребляя энергии во время сна.
Кроме того, датчик может получать энергию из окружающей среды для более продолжительной работы, например, движение, давление, свет или разница тепла между пациентом и воздухом в помещении может стать источником питания датчиков.
7.Более дружелюбный к окружающей среде
В будущем экологически чистые и биоразлагаемые датчики будут становиться все более популярными.
Например, в датчиках могут использоваться разлагаемые бактериями батарейки на бумажной основе, которые можно использовать в таких областях, как управление сельскохозяйственными угодьями, мониторинг окружающей среды, мониторинг пищевых продуктов или медицинское обнаружение, не загрязняя окружающую среду.
8. Более сложная и лучшая интеграция
Датчики станут более сложными из-за координационной работы. Группы датчиков смогут координировать работу каждого датчика и подтверждать цель и местоположение работы посредством запуска системы самообучения.
Кроме того, внедрение различных новых технологий также сделает датчики более разнообразными. Например, с помощью лазерной технологии датчики могут определять состав веществ по их уникальным спектрам; Датчики времени полета измеряют расстояние между двумя объектами с помощью импульсов инфракрасного света; Пьезоэлектрические датчики, изготовленные из таких материалов, как кристаллы, специальная керамика, кость, ДНК, белки и т. д., могут лучше реагировать на внешнее давление и скрытое тепло.
