漫谈传感器物联网时代的智能感官

2019-08-15 18:39:26 来源: 昌吉信息港

  科技界普遍认为,移动互联时代之后,将是物联时代。物联的英文缩写是IoT(Internet of Things),即万物相连的互联。要建构这张变革人类生活的络,至少需要三个领域的技术突破:传感器、大数据和。与后两个名词相比,传感器的公众知名度不算高,但事实上,传感器是物联的基础,而且已大量安装在智能里,成为我们生活中不可或缺的电子器件。

  上海科研人员在研制哪些传感器?为什么说它们是物联时代的智能 感官 ?来看专家怎么说。

  智能

  传感器各显神通

  传感器是一种检测装置,能感知各类信号,并将它们转化为电信号或其他形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。上海矽睿科技有限公司首席执行官谢志峰博士介绍,人们平时讲的传感器,其实是传感机系统,也称微机电系统(MEMS),因为它们虽然体积微小,但都是由传感器、芯片、算法等组成的系统。

  如今的智能,传感器已是标配,如苹果iPhone6安装了加速度计、陀螺仪、电子罗盘、指纹传感器、距离与环境光传感器、MEMS麦克风、图像传感器、气压传感器等8种传感器,三星Galaxy S4安装了12种传感器。

  在嘉定区的上海物联中心,谢志峰向展示了矽睿公司研制的全球单芯片三轴AMR磁传感器。磁传感器也叫磁力计、电子罗盘,具有指南针功能,封装后只有1.2毫米见方。与iPhone配备的AKM磁传感器相比,这款AMR磁传感器的误差更小,仅为正负1度;而与市场上采用 颗芯片的AMR磁传感器相比,它只用1颗芯片,集成度更好,成本更低。安装它的有能力进行室内导航,在GPS无法使用的情况下,为用户精确定位,每步行100米,误差仅2 米。磁传感器还可应用于医疗检测。医学研究表明,人体癌变部位的微磁场会出现异常,而磁传感器能测出人体微磁场的强度和方向,因此有望应用于肿瘤早期筛查。

  加速度计也是智能的标配。为了向介绍这种传感器,谢志峰请人用 D打印机制作了一个放大200倍的传感器模型。只见模型器件分为两部分,一部分固定,另一部分可振动。当安装这种传感器的和可穿戴设备运动时,振动部分能通过电容变化测出运动状态的改变。安全气囊能在汽车碰撞时及时弹出,就是因为装有加速度计。苹果公司把它装入,使拥有了转屏功能。

  陀螺仪是测量角速度的传感器。许多人喜欢通过转动屏幕玩赛车、酷跑类游戏,正是得益于陀螺仪的功能。如今,拍照时即便抖动,照片往往也不会模糊。这也得益于陀螺仪,它在拍照时测出正在抖动后,会及时让相机软件予以纠正。

  仿生眼

  性能向人眼靠拢

  加速度计和陀螺仪,其实在人体内也有。中科院上海微系统所研究员、中央 千人计划 专家张晓林博士介绍,耳朵里的前庭器有半规管,可以测旋转;有耳石,可以测出平移加速度。这些器官能确保人在各种状态下保持平衡,及时避险。

  事实上,多种传感器的功能与人和动物的感官功能类似。鸟类体内,好比有磁传感器; 电子鼻 可用于食品质量检测、毒品搜查,与狗鼻相仿;味觉传感器将化学材料与微电子器件结合,能识别多种味道;听觉传感器与人工智能结合后,能判断各种声音源的方向和距离,并能与人对话。

  在所有 感官 传感器中,视觉传感器的研发难度。张晓林告诉,国际上已研制出的视觉传感器包括:雷达式传感器、单摄像机传感器、双摄像机传感器等。雷达式传感器是一种主动式视觉传感技术,与被动式采光的摄像机相比,能耗比较大, 看 到的图像信息也不够多,未来不会是机器人的主流技术。摄像机则与人眼一样,都是被动式采光,但如果只用一台摄像机,就无法获取立体图像,所以双摄像机传感器是未来视觉的主流技术。

  谷歌、奔驰、斯巴鲁正在研制的无人驾驶汽车,都采用双摄像机传感器。不过,这些公司研制的视觉传感器都是固定的双目,而不像人眼那样左右眼配合运动。张晓林在日本获得机器人博士学位后,做了8年人眼生理学研究,认为模仿人眼、双摄像机协调运作的视觉传感器才是技术方案。从日本归国的他,正在带领团队进行 仿生眼 研究,并组建了上海弼智仿生高科技有限公司,从事科技成果转化。

2009年南京房产E轮企业
VR产品
2018年武汉F轮企业
本文标签: