智能技術(shù)普及 新型傳感器應(yīng)用層出不窮

　　如今，各行各業(yè)都在向著智能化方向轉(zhuǎn)型。而傳感器作為數(shù)據(jù)的采集入口，是物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備等的“心臟”，也是這一場(chǎng)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)大潮的主力軍，在未來(lái)企業(yè)智能化生產(chǎn)中發(fā)揮特殊的作用。隨著智能技術(shù)的引爆式普及，傳感器市場(chǎng)上的各類(lèi)新型應(yīng)用層出不窮，諸如人工光傳感器、小型肌電傳感器、貼紙傳感器等等，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)也給了我國(guó)傳感器的創(chuàng)新研發(fā)工作一些啟示。

　　人工光傳感器

　　近年來(lái)，在生物能源相關(guān)物質(zhì)及醫(yī)藥品的生產(chǎn)等領(lǐng)域，使用生物的“生物工藝”變得愈發(fā)重要，可利用光合作用生產(chǎn)多種物質(zhì)的藍(lán)綠藻的能力備受關(guān)注。11月24，東京農(nóng)工大學(xué)宣布，其通過(guò)對(duì)源自藍(lán)綠藻的光傳感器蛋白質(zhì)實(shí)施改造，成功開(kāi)發(fā)出了以紅色光誘導(dǎo)基因表達(dá)的“人工光傳感器”。

　　此次研究成果以利用DNA重組技術(shù)設(shè)計(jì)、創(chuàng)造具有全新功能的生物這一“合成生物學(xué)”理念為基礎(chǔ)。通過(guò)將此次獲得成功的、使利用光的基因表達(dá)控制功能發(fā)生改變的技術(shù)應(yīng)用到藍(lán)綠藻等可生產(chǎn)有用物質(zhì)的微生物中，有望使具有高功能的新型生物工藝的開(kāi)發(fā)得到迅速推進(jìn)。

　　小型肌電傳感器

　　傳感器因其處在采集數(shù)據(jù)的最前哨，在醫(yī)療健康領(lǐng)域一直是個(gè)重要角色。上海丞電科技有限公司研發(fā)的小型肌電傳感器已成功應(yīng)用在了康復(fù)醫(yī)療和仿生義肢，未來(lái)更會(huì)拓展到VR／AR，體育健身，人體外骨骼等朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)中。

　　上海丞電自主研發(fā)的肌電傳感器是一種電荷傳感器，具有采樣率高，抗干擾能力強(qiáng)，濾波效果好的特點(diǎn)。其核心算法可以將采集到的有效肌電數(shù)據(jù)通過(guò)濾波轉(zhuǎn)化為清晰波形，然后通過(guò)處理波形應(yīng)用到康復(fù)、健身、VR＼AR等領(lǐng)域，目前已經(jīng)通過(guò)國(guó)家二類(lèi)醫(yī)療器械質(zhì)量檢測(cè)。

　　“襪子”溫度傳感器

　　致力于糖尿病患者健康監(jiān)測(cè)的創(chuàng)企SirenCare研發(fā)了一款智能襪子，該襪子通過(guò)溫度傳感器來(lái)檢測(cè)患者是否出現(xiàn)炎癥，進(jìn)而實(shí)時(shí)檢測(cè)糖尿病患者健康狀況。與之前其它公司開(kāi)發(fā)的靴子、鞋墊相比，Siren的襪子又更接近皮膚。傳感器被編織到襪子中，可以隨時(shí)檢測(cè)足部炎癥，而探測(cè)出的所有信息都會(huì)上傳到智能手機(jī)上的App上，方便患者隨時(shí)了解自身足部情況。

　　所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于襪子的傳感器、手機(jī)App以及云盤(pán)中。當(dāng)足部出現(xiàn)損傷時(shí)，襪子可以檢測(cè)到高溫差，然后App會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒患者足部出現(xiàn)了問(wèn)題。智能襪子雖然是一款傳感器可穿戴設(shè)備，但不需要經(jīng)常充電。每個(gè)襪子的內(nèi)置電池都充滿電量，可以使用六個(gè)月。

　　貼紙傳感器

　　據(jù)報(bào)道，美國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出一種類(lèi)似皮膚貼紙的柔性傳感器，可監(jiān)測(cè)心率和識(shí)別語(yǔ)音。該器件的潛在應(yīng)用包括診斷病情、操縱機(jī)器人，以及在沒(méi)有手柄的情況下玩電腦游戲等。例如，用戶(hù)只需說(shuō)出“上、下、左、右”就可控制吃豆人游戲，語(yǔ)音識(shí)別率可達(dá)90％。

　　據(jù)悉，這種新型傳感器類(lèi)似于一個(gè)小的創(chuàng)可貼，只有20毫米厚，213．6毫克重，具有足夠的靈活性和可伸展性，可穿戴在頸部這樣的人體彎曲部位。與常見(jiàn)的聽(tīng)診器傳感器相比，貼紙傳感器所使用的低功率商用微型機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）加速度計(jì)，被包裹在具有黏性的彈性硅膠中，穿戴性很強(qiáng)。

　　生物發(fā)光傳感器

　　生物發(fā)光傳感器其實(shí)是一種新型的研究手段，由美國(guó)范德堡大學(xué)的一組科學(xué)家通過(guò)對(duì)熒光素酶這種生物酶進(jìn)行基因改造而發(fā)明出來(lái)。據(jù)研究人員介紹，這一新型傳感器可用來(lái)追蹤大腦中大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部互動(dòng)情況。

　　研究小組領(lǐng)頭人CarlJohnson教授說(shuō)：“長(zhǎng)期以來(lái)，神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家依靠電訊號(hào)紀(jì)錄神經(jīng)元的活動(dòng)。該方式雖然能起到很好的檢測(cè)效果，但卻只能用于少量神經(jīng)元。而我們的新方法可以使用光學(xué)技術(shù)，同時(shí)記錄數(shù)百個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)。”

　　可貼式皮膚傳感器

　　據(jù)報(bào)道，日本研究人員最新發(fā)明了一種廉價(jià)的像創(chuàng)可貼一般的集成傳感器。這種創(chuàng)可貼集成傳感器是一種可隨意貼在身體上的柔性設(shè)備，能監(jiān)測(cè)人體活動(dòng)量、心跳次數(shù)以及紫外線強(qiáng)度等，可用于健康管理和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

　　研究人員介紹說(shuō)，可貼式皮膚傳感器以最新開(kāi)發(fā)的印刷技術(shù)印制在薄薄的塑料膜上，與以往半導(dǎo)體傳感器制造技術(shù)相比成本很低。從衛(wèi)生角度考慮，直接貼在皮膚上的薄膜部分可一次性使用，而晶體管等較昂貴的電子部件則設(shè)計(jì)為可重復(fù)使用，兼顧了使用便利和低成本。