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2016年終盤點:傳感器領域奪人眼球的黑科技

時間:2016-11-29

來源:中國傳動網

導語:隨著智能化時代的到來,傳感器作為智能設備的基礎,在工業、食品、醫療等領域發揮越來越重要的作用。

隨著智能化時代的到來,傳感器作為智能設備的基礎,在工業、食品、醫療等領域發揮越來越重要的作用。這意味著,信息時代的發展進度將取決于傳感器的技術創新。包括先進傳感器研發企業、科研院校等在內的技術團隊,都在致力于創新技術,開拓全新傳感領域。2016年傳感器領域出現了哪些黑科技呢?小編為你一一盤點。

公交車是否擁堵?傳感器來告訴你

華盛頓大學研究者成功研發出一種新型傳感器,可使用藍牙和WiFi信號來監測智能手機從而收集公共交通的各項數據。當乘客在裝備該傳感器的公交車上下之后,傳感器就會進行記錄,在假設所有人都有一臺手機的前提下,該傳感器能夠顯示當前公交車上有多少人、運輸時間等信息,這比公交實時軟件的功能更加多樣化。

透明傳感器的隱形眼鏡可監測血糖水平

這種傳感器使用一種納米結構晶體管,具體來說是一種非晶態氧化鎵場效應晶體管(IGZOFET),它可以從眼淚等生理緩沖液體中監測到血糖的細微變化。對于I型糖尿病患者來說,這種傳感器和可穿戴泵發揮著人工胰腺的作用。如果不嚴格控制血糖的話,I型糖尿病就會導致嚴重的并發癥,比如視網膜病變、失明、神經性疾病、腎病以及心血管疾病等。

很多患者仍然通過將血滴滴在血糖試紙的方法檢測血糖,然后進行自我注射。而使用這種隱形眼鏡,人們仍然能夠使用自我注射來控制他們的糖尿病病情。這種傳感器能夠與你的手機進行通信,提醒你的葡萄糖水平偏高還是偏低。

傳感器可穿戴系統:“千里眼”助力軍隊作戰

英國防務科技實驗所日前展示了一個整合多項傳感器的可穿戴系統,幫助士兵在狀況復雜的城區沖突地帶更快速、清晰地掌握戰場整體環境。該系統預計2020年后可裝備軍隊。這個名為“步兵近距離戰斗感應器”的可穿戴系統是由實驗所與多家公司合作開發。

實驗所介紹,這套系統包括激光、視覺導航等傳感器以及小型高清攝像頭,各子系統能輕松裝配在士兵的頭盔、手臂以及槍械上,從而為他們提供戰場導航并自動偵測外部威脅。與此同時,系統還能讓士兵之間隨時分享戰場信息,從而大大提高戰場感知能力,有利于團體作戰。

睡眠傳感器幫你分析睡眠質量

新加入聲控系統的“Sense”傳感器能根據主人的調控,在睡眠期間調節到最舒適的狀況。它帶有公司自制的聲音識別系統,所以又名“會講話的傳感器”。傳感器系統監測聲音、燈光、溫度、濕度和空氣質量,對用戶每晚的睡眠狀況進行評分。經過一段時間,在熟知用戶的睡眠方式后,它會向用戶提出睡眠建議。它還可以檢測臥室的空氣質量,通過分析手機光源,辨別你何時使用手機。

Sense可以監測用戶整夜的睡眠質量,并在最佳的起床時間叫醒用戶。有了Sense之后最大的好處在于,不用用戶動手,它自己就能工作。無需動用手機,只需說一聲“OkaySense”,就可以掌控并了解自己睡眠的全過程。

“神經生活”電子傳感器助癱瘓病人恢復自由行動

據美國“奇茲”網絡雜志報道,一種神經迂回系統的技術被冠名為“神經生活”,它用一個可植入大腦運動皮質層中的微芯片傳感器,用于負責手和手臂的運動。

傳感器包含96個電極,可以實時監控癱瘓病人控制右臂活動的大腦細胞,同時追蹤大腦的神經脈沖。通過無線網絡技術,該傳感器將記錄下的脈沖信號傳輸給電腦,后者使用特殊算法解碼信息,并將脈沖信號轉化為電子信號,傳遞回癱瘓病人右前臂帶著的特殊“電極衣袖”,電極會刺激手臂肌肉做出動作。經過鍛煉,現在的癱瘓病人可以用右手握住瓶子,將瓶內東西倒入另一個瓶中,然后進行攪拌,甚至還可以拿出信用卡刷卡。

可穿的汗液傳感器秒懂你汗水里的秘密

不久前,美國工程人員研發出世界上第一個全電子集成系統,該系統可以在汗水中持續、無害地監測多種生化物。這項新科技打開了可穿戴設備的大門,當使用者出現類似疲勞過度、脫水、身體溫度過高等健康問題時,它就會立即發出警報。

準確地來說,這個“靈敏傳感系統”可以根據使用者皮膚的溫度,測算汗水里的代謝物和電解質,并將數據實時同步到智能手機上。盡管在過去十年中,有不少健康監測系統已經出現在消費者的電子設備上,但研究人員表示,這個在《自然》雜志上亮相的新設備,是世界上第一個全電子集成系統。

從研究團隊所制作的樣本可以看到,在一個柔性電路板中有五個傳感器。這些傳感器可測算代謝物的葡萄糖和乳酸、電解質的鈉和鉀、以及皮膚溫度。而集成系統則能夠讓研究者通過測量皮膚溫度,實時地校準和配合其他傳感器的讀取情況,因為葡萄糖和乳酸傳感器的反應非常受溫度影響。

新型分子傳感器“隱形墨水”問世通信更安全

以色列魏茨曼科學研究學院戴維·馬古利斯和他的研究團隊開發了一種熒光分子傳感器,它可以通過生成特定的熒光發射光譜分辨不同的化學物質。當發件人發送一條信息時,需先把信息(例如“芝麻開門”)用一個公開的字母數字代碼表轉化成數字,接下來發送者再添加一個密鑰。這個密鑰需要通過向傳感器中隨機添加某些特定化學品產生,其表現形式就是這些化學品所生成的獨特圖案。這個密鑰會加載在原始信息上,然后發件人給收件人發送此加密信息,發送渠道可以是電子郵件、郵政或者其他方法。收件人收到信息后,需要擁有一個完全一樣的裝置,且知道隨機選擇的編碼化學品,并將化學品加入到傳感器中來解碼信息。在這種方式下,即使發送的信息被他人截獲也無法閱讀。

生物納米傳感器,可診斷早期疾病

傳統的生物傳感器產生的信號與靶分子的濃度成正比,靶分子濃度較低時,傳感器的靈敏度降低,變得容易被其他分子干擾。由MollyStevens和同事們研制的這種新傳感器則相反,靶分子濃度越低,產生的信號越強,從而能夠可靠地檢測到低濃度的靶分子,其可檢出的最低濃度比醫院現在使用的診斷方法低好幾個數量級,比目前最靈敏的檢測方法也至少低10倍,有利于早期診斷疾病。以癌抗原這樣的生物標志物為例,早期診斷方法是否有效,關鍵就在于它能否可靠地辨別濃度是“零”還是“痕量”。“對許多疾病來說,用現有的技術尋找早期征象簡直像大海撈針一樣,”Stevens說,“而我們的新技術還真能撈到那根針。”

靈敏度極高一氧化碳傳感器問世

日本及法國科學院共同研發了新型測量一氧化碳濃度的傳感器。據悉該傳感器靈敏度高,能探測極低濃度下的一氧化碳,且生產成本低。為了能夠對一氧化碳進行測量,研究人員選用了極其細微的氧化銅納米絲線,通過氧化銅與一氧化碳發生化學反應產生電信號,從而得到一氧化碳的濃度。

日本研發新型氣體傳感器,主要用于檢測氮氧化物

日本九州大學與慶應大學專家組成的研究組成功研發一款新型氣體傳感器。該氣體傳感器主要用于檢測氮氧化物。研究人員在試驗中,采用直徑為10nm的導線,精準控制加熱溫度,并將熱延遲時間控制在次微秒,該傳感器通過流經的電流變化就能檢測氣體濃度,且能耗值為皮焦級。此次研發的氣體傳感器能耗較低,不需要進行大范圍加熱,因此可運用于可移動終端。通過該傳感器可檢測影響人類健康的揮發性化學物質,并且搜集相關化學物質的大數據。

新型貼片傳感器可通過汗液監測酒精度

據了解,這個酒精傳感器貼片是由美國加州大學圣地亞哥分校研發,是一種柔性可穿戴傳感器,能夠根據汗液準確且持續監測血液酒精含量,而且還能夠將數據信息傳輸到智能手機、平板電腦上。

據介紹,傳感器貼片包含有臨時紋身和柔性電路板,電路板通過磁性連接紋身后,可將紋身檢測到的數據信息通過藍牙傳輸給手機或者平板電腦。據介紹,該傳感器貼片能夠在15分鐘內檢測到血液酒精濃度。該傳感器貼片的功能遠遠不止檢測你的血液酒精含量,當你離開Party的時候,貼片會發送信息到你的手機上,讓你了解你喝了多少酒。朋友也可以通過貼片傳感器信息了解誰不適合開車,保證他的安全。

帶有溫度傳感器的智能襪子能讓你預防糖尿病足

致力于糖尿病患者健康監測的創企SirenCare研發了一款智能襪子,該襪子通過溫度傳感器來檢測患者是否出現炎癥,進而實時檢測糖尿病患者健康狀況。傳感器被編織到襪子中,可以隨時檢測足部炎癥,而探測出的所有信息都會上傳到智能手機上的App上,方便患者隨時了解自身足部情況。所有的數據都存儲于襪子的傳感器、手機App以及云盤中。當足部出現損傷時,襪子可以檢測到高溫差,然后App會發出警報,提醒患者足部出現了問題。

智能襪子雖然是一款可穿戴設備,但不需要經常充電。每個襪子的內置電池都充滿電量,可以使用六個月。Siren說只要穿上襪子,其內置傳感器會自動啟動。襪子一旦被脫下,傳感器則會自動關閉,進入睡眠模式。襪子支持機洗,患者至少可以穿六個月。

新型非接觸式液位傳感器,隔水監測水位變化

近期,專門研發生產感應開關的臺灣大日科技公司,最新推出了一款非接觸式液位傳感器,可隔水監測水位變化,實現了技術上的一大突破。

據該公司總經理介紹,研發的這項非接觸式液位傳感器新產品,可隔水監測容器內的水位變化,特別是用于潔凈飲用水如咖啡機、飲水機等內部盛水容器的液位監測,可避免傳統液位傳感器直接浸泡在待測液中有污染飲用水的疑慮,能為用戶提供更安全可靠的保障。

據了解,在實際應用中,當液位高于或低于一感應位置時,液位傳感器各會有對應的TTL邏輯信號變化,適用于咖啡機、飲水機的液位檢知,以及其它需作隔水液位檢測的場合。

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