自傳感器誕生以來,由于它可以幫助人類將曾經不可知、難判斷的信息變成易獲取、更精準的數據,傳感器已經成為數字化社會最為重要的基礎設施。從智能手機到智能語音設備,從能源平臺到工業設備,傳感器自然而然地“化身”為人類連接機器、人類自身,以及自然環境的外延器官。
隨著傳感器,以及與之相關的數據存儲、儲能、新材料、網絡基礎設備等軟硬件技術的發展,還有成本的持續下降,傳感器的應用場景將變得越來越豐富。
一、今日無處不在的傳感器
從消費電子到農業、從交通到醫療、從能源到航空航天,從工業到城市管理,傳感器已經深度融入人類生產與生活。
1.消費電子
在消費電子領域,隨著人類對功能需求的不斷增加,各類產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.農業
在農業領域,通過安裝在動物身上或農舍中的傳感器,我們可以實時監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據,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,傳感器可以實時監測建筑內部的空氣質量、光照強度、煙霧濃度、溫度變化等數據,從而讓我們更好地管理室內空氣質量,減少能源消耗,改善居住和工作環境。
4.醫療保健
在醫療保健方面,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。在發現異常時,可以即時尋求醫生幫助或呼叫急救服務。
通過傳感器,醫生可以遠程監控患者心率、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。總體而言,傳感器可以降低醫院成本,提升醫療質量,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備的運轉情況;可以實時監控道路車輛與行人流量,及時調整交通運輸策略,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;甚至可以發現并追蹤疾病的爆發與傳播路徑。
6.其他領域
沒有傳感器,就沒有物聯網,也就沒有工業4.0。在工業、能源、軍工等領域,傳感器可以實現對設備的預測性維護,通過對傳感器收集的數據進行分析處理,可以對潛在的問題做出反應,從而最大限度地降低設備停機成本。
據預測,到2020年,全球將有3000億個傳感器遍布于我們的日常生活中,市場規模將達到105億美元,而可打印的柔性傳感器的市場規模將達到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、更節能、更環保,能夠收集更多類型的數據,并集成越來越多的新技術。
1.更小,更便宜