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大开眼界!新型智能传感器揽多项“绝活”

来源:中国传动网发布日期:2016-10-09

  近到我们每个人每天随身携带的手机(触摸屏),远到无论是学习还是工作都要走过的无数楼梯走道(电灯的触摸开关),传感器已经深深地植入到这个社会的每一层肌理,为人类生活提供了诸多便利。

  传感器,顾名思义,即是传递感应的器件。国家标准GB7665-87对传感器的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

  看似晦涩深奥,可传感器在我们日常生活中却是应用广泛,无处不在。近到我们每个人每天随身携带的手机(触摸屏),远到无论是学习还是工作都要走过的无数楼梯走道(电灯的触摸开关),传感器已经深深地植入到这个社会的每一层肌理,为人类生活提供了诸多便利。

  我们都知道,传感器具有可与人类感觉器官相比拟的5大功能:

  光敏传感器——视觉;

  声敏传感器——听觉;

  气敏传感器——嗅觉;

  化学传感器——味觉;

  压敏、温敏、流体传感器——触觉。

  不论是在我们的平常生活中,还是在工业领域的生产制造里,传感器都有着举足轻重的作用。科学家一直在不断研发传感器新技术,力求挖掘传感器应用新潜力!而在一些行业领域,新型智能传感器的应用的确给我们带来别样的惊喜!

  公交车是否拥堵?传感器来告诉你

  相信大多数乘坐公交车的上班族手机里都会安装一个公交实时软件,这些实时软件会告诉你你要乘坐的车离你还有多远,然后你就可以根据车况比较准时地到达公交站台乘车,省心省力。

  而近来,华盛顿大学研究者成功研发出一种新型传感器,可使用蓝牙和WiFi信号来监测智能手机从而收集公共交通的各项数据。当乘客在装备该传感器的公交车上下之后,传感器就会进行记录,在假设所有人都有一台手机的前提下,该传感器能够显示当前公交车上有多少人、运输时间等信息,这比公交实时软件的功能更加多样化。

  据悉,这类交通信息是对当前城市交通信息的一种补充,当用户在站牌等待公交车的时候,不仅能够知道想要乘坐的公交车将会在多少时间到达,而且通过新传感器能够知道即将到来的车辆上是否拥挤。另外,通过这些数据,公交公司能够更好的安排路线和班次,从而改善城市公共交通出行。

  传感器可穿戴系统:“千里眼”助力军队作战

  英国防务科技实验所日前展示了一个整合多项传感器的可穿戴系统,帮助士兵在状况复杂的城区冲突地带更快速、清晰地掌握战场整体环境。该系统预计2020年后可装备军队。这个名为“步兵近距离战斗感应器”的可穿戴系统是由实验所与多家公司合作开发。

  实验所介绍,这套系统包括激光、视觉导航等传感器以及小型高清摄像头,各子系统能轻松装配在士兵的头盔、手臂以及枪械上,从而为他们提供战场导航并自动侦测外部威胁。与此同时,系统还能让士兵之间随时分享战场信息,从而大大提高战场感知能力,有利于团体作战。

  特别是在导航方面,由于城区中建筑物林立,卫星导航设备很容易接收不到信号,这对处在战场中的士兵非常危险。这套系统通过传感器可及时记录失去卫星导航信号前的最新坐标信息,然后将坐标信息与摄像头以及传感器收集的地形特征数据结合分析,从而在没有卫星导航信号的状态下,为士兵提供相应的坐标信息和武器瞄准方位。

  这套新系统集众多优点于一身,被视为英国未来士兵概念的一部分。很多国家也都在关注这一新应用,但由于成本和实用性问题,目前这类整合系统能否真正全面装备军队还有待检验。

  可穿戴传感器:揭密“汗水”里的故事

  不久前,美国工程人员研发出世界上第一个全电子集成系统,该系统可以在汗水中持续、无害地监测多种生化物。这项新科技打开了可穿戴设备的大门,当使用者出现类似疲劳过度、脱水、身体温度过高等健康问题时,它就会立即发出警报。

  来自加州大学电子工程和计算机科学系的教授阿里·捷维(AliJavey)是这个项目的首席研究员,他说:“人类的汗水包含丰富的生理信息,这为‘无害可穿传感器’提供了一种别具吸引力的测试品。然而,出汗过程是复杂的,并且需要从多方面提取出与皮肤有关的有效信息。所以我们研发出一种全电子集成系统,它能在同一时间内,有选择地测算多种汗液分析物,而且能把分析数据无线传送到智能手机中。我们的工作为‘以汗液为基础的健康监测’开启了一个新的科技平台。”

  从研究团队所制作的样本可以看到,在一个柔性电路板中有五个传感器。这些传感器可测算代谢物的葡萄糖和乳酸、电解质的钠和钾、以及皮肤温度。而集成系统则能够让研究者通过测量皮肤温度,实时地校准和配合其他传感器的读取情况,因为葡萄糖和乳酸传感器的反应非常受温度影响。

  运动生理学家、加州大学综合生物学教授乔治·布洛克斯(GeorgeBrooks)认为,制作一个可穿的汗液传感器是非常不可思议的,因为这个新设备所测算的代谢产物和电解质,对于个人健康来说非常重要。“在无伤害的科技下,终有一日我们无需再挨一针一刀,就能知道自己身体状况如何。”他这样说道。

  如此一来,我们便可以随时随地知晓自身的健康状况,及时地采取有效医疗措施,汗液传感器的出现可谓是人类健康的福音啊!

  传感器帮助谷歌节约用电

  最近几个月,谷歌使用DeepMind人工智能系统对其数据中心的部分设备进行控制,通过操纵服务器和制冷系统等相关设备的方法来降低耗电量。

  谷歌高管在接受媒体采访时表示,通过使用超高节能设备,包括冷却系统和窗口,谷歌的数据中心用电量已经被节省了几个百分点。

  目前,该套系统可以通过安装的多个传感器提高资源的有效性,而谷歌已经可以通过软件来节约更多的电量。下一步,谷歌会在数据中心内部部署更多传感器来收集数据,帮助这套人工智能软件能更高效地发挥作用。而在未来,公司将通过人工智能节省更多的电量。

  在谷歌数据中心机房,数以百计的风扇,将服务器产生的热量吸入冷却系统中循环使用

  一个小小的传感器,却能在细微处体现大智慧,带我们领略丰富多彩的智能制造,为人类营造智能化、服务化的生活空间。随着《中国制造2025》、“互联网+”行动计划等的大力推进,传感器的重要作用将日益突出。在未来,传感器大有作为,定会为人类谋求更多的便利。

(完)

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