自傳感器誕生以來,由于它可以幫助人類將曾經(jīng)不可知、難判斷的信息變成易獲取、更精準的數(shù)據(jù),傳感器已經(jīng)成為數(shù)字化社會最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施。從智能手機到智能語音設(shè)備,從能源平臺到工業(yè)設(shè)備,傳感器自然而然地“化身”為人類連接機器、人類自身,以及自然環(huán)境的外延器官。
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。
一、今日無處不在的傳感器
從消費電子到農(nóng)業(yè)、從交通到醫(yī)療、從能源到航空航天,從工業(yè)到城市管理,傳感器已經(jīng)深度融入人類生產(chǎn)與生活。
1.消費電子
在消費電子領(lǐng)域,隨著人類對功能需求的不斷增加,各類產(chǎn)品集成的傳感器也越來越多。比如,在智能手機中就裝有光線傳感器、距離傳感器、重力傳感器、陀螺儀、GPS、指紋傳感器等十多種傳感器。
2.農(nóng)業(yè)
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,通過安裝在動物身上或農(nóng)舍中的傳感器,我們可以實時監(jiān)測動物健康狀況和各種風險,以最大限度地減少動物疾病和死亡率,并提高生產(chǎn)力和生育率。通過田間的傳感器,我們可以精確了解天氣和土壤數(shù)據(jù),以便確定種植、灌溉、施肥和收割的最佳時間。
3.建筑
在智能建筑中,傳感器可以實時監(jiān)測建筑內(nèi)部的空氣質(zhì)量、光照強度、煙霧濃度、溫度變化等數(shù)據(jù),從而讓我們更好地管理室內(nèi)空氣質(zhì)量,減少能源消耗,改善居住和工作環(huán)境。
4.醫(yī)療保健
在醫(yī)療保健方面,傳感器可以用于糖尿病、高血壓等慢性疾病患者的藥物和生活方式的管理,還可以幫助子女或護工實時監(jiān)測患有老年癡呆癥或阿爾茨海默氏癥等疾病的老年人的行為。在發(fā)現(xiàn)異常時,可以即時尋求醫(yī)生幫助或呼叫急救服務(wù)。
通過傳感器,醫(yī)生可以遠程監(jiān)控患者心率、血壓、血糖、心電等健康指標,并通過可服用電子藥丸,了解患者服藥情況和治療情況,以及時給出指導建議??傮w而言,傳感器可以降低醫(yī)院成本,提升醫(yī)療質(zhì)量,減少昂貴的緊急入院費用的頻率和住院治療費用。
5.城市管理
對于城市管理部門,傳感器可以幫助管理人員實時掌握燃氣、電力、自來水、污水等地下線路及設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況;可以實時監(jiān)控道路車輛與行人流量,及時調(diào)整交通運輸策略,以減少交通擁堵;可以告訴汽車駕駛員何處有空余車位,以避免不必要的時間浪費,并減少碳排放;甚至可以發(fā)現(xiàn)并追蹤疾病的爆發(fā)與傳播路徑。
6.其他領(lǐng)域
沒有傳感器,就沒有物聯(lián)網(wǎng),也就沒有工業(yè)4.0。在工業(yè)、能源、軍工等領(lǐng)域,傳感器可以實現(xiàn)對設(shè)備的預測性維護,通過對傳感器收集的數(shù)據(jù)進行分析處理,可以對潛在的問題做出反應(yīng),從而最大限度地降低設(shè)備停機成本。
據(jù)預測,到2020年,全球?qū)⒂?000億個傳感器遍布于我們的日常生活中,市場規(guī)模將達到105億美元,而可打印的柔性傳感器的市場規(guī)模將達到73億美元。
那么,在未來,甚至在未來50年,傳感器又將經(jīng)歷怎樣的進化,并將如何改變世界?
二、更加精彩的未來
未來,傳感器將變得更小、更便宜、更準確、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