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- 傳感器的前世今生-“武裝到牙齒”
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/12/5
傳感器在技術(shù)水平和功能上的迅速發(fā)展，一方面來(lái)自于計(jì)算機(jī)、檢測(cè)等技術(shù)的發(fā)展，另一方面則源于應(yīng)用領(lǐng)域需求的驅(qū)動(dòng)。滿(mǎn)足了醫(yī)療設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、移動(dòng)終端對(duì)高度精確的電子羅盤(pán)功能的需求。
近年來(lái)，在汽車(chē)領(lǐng)域，用于檢測(cè)由于墜落、傾斜、運(yùn)動(dòng)、定位、振動(dòng)和沖擊等產(chǎn)生的力的變化的加速度傳感器，被廣泛用于安全氣囊系統(tǒng)、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、電子泊車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)等解決方案。
基于MEMS的壓力傳感器可以測(cè)量大氣壓也可測(cè)量血壓、胎壓，為家電、醫(yī)療、消費(fèi)電子、工業(yè)控制和汽車(chē)市場(chǎng)提供了強(qiáng)大的解決方案。
“武裝到牙齒”
今年以來(lái)，全球幾大消費(fèi)電子巨頭紛紛發(fā)力搶占以智能眼鏡及智能手表為代表的可穿戴設(shè)備市場(chǎng)。
在本輪可穿戴設(shè)備的追逐熱潮中，傳感器已然成為可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上最重要的組成部分。
2014年初，谷歌宣布，正在研發(fā)一款血糖監(jiān)測(cè)隱形眼鏡，通過(guò)使用微型血糖傳感器和無(wú)線發(fā)送器，依靠對(duì)人的眼淚分析就能監(jiān)測(cè)出體內(nèi)血糖濃度，可讓患者擺脫對(duì)血糖儀的依賴(lài)。英特爾公司也宣布耗資1億美元收購(gòu)Basis Science公司，該公司的傳感器技術(shù)可以監(jiān)測(cè)心率、血流量和散熱量。
9月初，芬蘭赫爾辛基的睡眠傳感器公司Beddit宣布最新一輪融資獲800萬(wàn)美元。這家公司的傳感器，就是通過(guò)穿戴者心臟收縮力檢測(cè)個(gè)人的心跳，用胸壁運(yùn)動(dòng)探測(cè)呼吸的節(jié)律。胸帶測(cè)量使用者就寢時(shí)間、起床時(shí)間、睡眠時(shí)間，檢測(cè)心率、睡眠質(zhì)量和呼吸運(yùn)動(dòng)，包括打鼾。
常見(jiàn)的可穿戴式物理傳感器產(chǎn)品，包括可以監(jiān)測(cè)心率的智能手機(jī)與智能手表，更加精確測(cè)量心率和心血管指標(biāo)的胸帶式傳感器，放在跑鞋或鞋墊上，測(cè)量運(yùn)動(dòng)節(jié)奏、速度和距離的計(jì)步器。在不斷發(fā)展的電子元件與新服裝材料的推動(dòng)下，傳感器開(kāi)始與服裝集成，被應(yīng)用到身體撞擊檢測(cè)、生物信號(hào)監(jiān)控、生物力學(xué)監(jiān)控和生物反饋等方面。
隨著非植入式電化學(xué)和生物傳感器的發(fā)展，可穿戴式傳感器可以利用對(duì)眼淚、唾液、汗液，以及皮膚組織液等體液的檢測(cè)來(lái)填補(bǔ)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體內(nèi)疾病及藥效的空白。
谷歌的血糖監(jiān)測(cè)隱形眼鏡，就是通過(guò)淚液與血液間葡萄糖含量的相關(guān)性，應(yīng)用于糖尿病的監(jiān)測(cè)和管理。
過(guò)去鑲嵌在假牙上的唾液傳感器，現(xiàn)在已改進(jìn)成了在牙齒上的圖騰，并與遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合，實(shí)時(shí)反映人體情緒、激素、營(yíng)養(yǎng)和代謝的情況。
此外，汗液、皮膚組織液、甚至尿液中也都有可以反映人體健康狀況的物質(zhì)。針對(duì)這些指標(biāo)，大大小小的公司都在研發(fā)各種既輕小又精準(zhǔn)的傳感器，為實(shí)時(shí)檢測(cè)人體健康狀況創(chuàng)造了條件。
今年7月底，售價(jià)僅79元的小米手環(huán)顛覆了手環(huán)市場(chǎng)。小米生態(tài)鏈產(chǎn)品總監(jiān)夏勇峰對(duì)財(cái)新記者說(shuō)，這已經(jīng)是手環(huán)的成本價(jià)格。
小米手環(huán)最主要的成本來(lái)自藍(lán)牙芯片和加速度傳感器，可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖、運(yùn)動(dòng)量監(jiān)測(cè)、睡眠質(zhì)量監(jiān)測(cè)等功能。其中來(lái)自美國(guó)ADI亞德諾半導(dǎo)體的加速度傳感器，號(hào)稱(chēng)是最低功耗的運(yùn)動(dòng)傳感器、最省電的軍用運(yùn)動(dòng)傳感器。據(jù)該公司介紹，在美國(guó)的軍用頭盔上，也用了三顆同樣的傳感器。
加速度傳感器在進(jìn)入消費(fèi)電子市場(chǎng)之前，實(shí)際上已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子領(lǐng)域，主要集中在車(chē)身操控、安全系統(tǒng)和導(dǎo)航，典型的應(yīng)用如汽車(chē)安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車(chē)系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛系統(tǒng)等。
今年9月初，在上海召開(kāi)的生物大數(shù)據(jù)研討會(huì)上，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所教授楊瑞馥指出，基于微流控、生物傳感器和微機(jī)電技術(shù)的POCT(point-of-care testing)快速檢測(cè)技術(shù)，讓檢測(cè)設(shè)備越來(lái)越小型化，可以讓檢測(cè)走出實(shí)驗(yàn)室，來(lái)到野外、車(chē)載和家庭。
POCT可以解釋為隨時(shí)隨地的檢測(cè)，由于這種技術(shù)快速簡(jiǎn)便，效率高，成本低，檢驗(yàn)周期短、標(biāo)本用量少，而且試劑穩(wěn)定且便于保存和攜帶，已經(jīng)被廣泛用于臨床，甚至自我檢測(cè)。
一個(gè)例證是，美國(guó)《時(shí)代周刊》評(píng)選出的2013年十大醫(yī)療突破中，就包括了一種能顯示懷孕多久的家用驗(yàn)孕棒。該測(cè)試裝置的原理，通俗來(lái)說(shuō)就是把在原先醫(yī)院中才能做的荷爾蒙人絨毛膜促性腺激素的水平檢測(cè)，集成為一種生物傳感器。
在POCT上應(yīng)用的生物傳感器技術(shù)，是利用離子選擇電極、底物特異性電極、電導(dǎo)傳感器等特定的生物檢測(cè)器進(jìn)行分析檢測(cè)。該類(lèi)技術(shù)是酶化學(xué)、免疫化學(xué)、電化學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物�，F(xiàn)在不僅有微型血糖檢測(cè)儀，微型測(cè)序儀，甚至還有包含多種藥物，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)患者體內(nèi)狀況，選擇性釋放藥物的智能藥丸。
在高小龍看來(lái)，我們現(xiàn)在所接觸到的僅僅是可穿戴設(shè)備的冰山一角。先進(jìn)的傳感器將被整合到許多領(lǐng)域當(dāng)中，例如服裝、嬰兒紙尿片和創(chuàng)可貼等。他認(rèn)為，在不影響分辨率的前提下改進(jìn)傳感器的尺寸和功耗是推出更多應(yīng)用的第一步。其他即將涌現(xiàn)的很酷的傳感器應(yīng)用包括智能配藥系統(tǒng)和能夠改善患者生活質(zhì)量的醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人家電產(chǎn)品，以及汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)。（未完待續(xù)）
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