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- 科學(xué)家發(fā)明新型機(jī)械傳感器：靠聲音驅(qū)動，可以節(jié)省數(shù)百萬節(jié)電池【附智能傳感器行業(yè)技術(shù)賽道觀察圖譜】
- 來源：前瞻網(wǎng) 發(fā)表于 2024/1/31
瞻觀前沿
新型機(jī)械傳感器的發(fā)明將為監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施和醫(yī)療設(shè)備帶來革命性的變化。傳統(tǒng)的傳感器需要持續(xù)供電，通常使用電池，而電池耗盡后需要立即更換，造成了巨大的浪費(fèi)問題。根據(jù)歐盟的一項研究，到2025年，每天將有7800萬塊電池最終被丟棄。
然而，由Marc Serra-Garcia和ETH地球物理學(xué)教授Johan Robertsson領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)的新型機(jī)械傳感器現(xiàn)在可以解決這一問題。這種傳感器純粹機(jī)械工作，不需要外部能源，它利用聲波中包含的振動能量。每當(dāng)說出某個單詞或產(chǎn)生特定的音調(diào)或噪音時，發(fā)出的聲波會導(dǎo)致傳感器振動，產(chǎn)生微小的電脈沖，從而打開已關(guān)閉的電子設(shè)備。目前，其創(chuàng)造者已為其發(fā)明申請了專利，并在《先進(jìn)功能材料》雜志上介紹了其原理。
這種傳感器甚至能夠區(qū)分口語單詞，如“三”和“四”。由于“四”具有更多與傳感器共振的聲能，它會導(dǎo)致傳感器振動，而“三”則不會。這意味著“四”這個詞可以打開設(shè)備或觸發(fā)進(jìn)一步的進(jìn)程�！叭辈粫l(fā)生任何事情。較新的傳感器版本應(yīng)該能夠區(qū)分多達(dá)十二個不同的單詞。
新型機(jī)械傳感器的發(fā)明將為環(huán)境和資源節(jié)約帶來巨大的影響。通過消除對電池的依賴，可以減少大量的廢棄物，并為監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施和醫(yī)療設(shè)備節(jié)省大量成本。
聲音傳感器的原型比較大。圖片來源：Astrid Robertsson / 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）
技術(shù)價值觀察
智能傳感器是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最底層和最前沿，對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著十分重要的意義。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，智能傳感器上游主要為設(shè)計、原材料以生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng);中游為智能傳感器器件加工制造與封裝測試;下游是終端產(chǎn)品制造，其中以消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車電子、醫(yī)療電子等應(yīng)用領(lǐng)域為主。
新型機(jī)械傳感器就是所謂的超材料，其特殊屬性來自其結(jié)構(gòu)而不是所使用的材料。它純粹由硅樹脂組成，不含有毒重金屬或任何稀土，與傳統(tǒng)電子傳感器不同。該新型機(jī)械傳感器處于智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)。
宏觀市場觀察
智能傳感器主要應(yīng)用場景包括智能手機(jī)、智能穿戴、智能汽車等。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 33905.3-2017對智能傳感器的定義：智能傳感器是具有與外部系統(tǒng)雙向通信手段，用于發(fā)送測量、狀態(tài)信息，接收和處理外部命令的傳感器。
智能傳感器是包含信息處理裝置的傳感器，傳感器是智能傳感器必不可少的組成部分。智能傳感器主要應(yīng)用場景包括智能手機(jī)、智能穿戴、智能汽車、智慧工業(yè)、智能家居等。
智能傳感器行業(yè)上市公司智能傳感器業(yè)務(wù)業(yè)績對比
2021年，我國智能傳感器行業(yè)的上市公司中，傳感器相關(guān)業(yè)務(wù)最高是歌爾股份，其精密零組件營業(yè)收入為138.4億元，其次是高德紅外，公司紅外熱成像儀及綜合光電系統(tǒng)營業(yè)收入為26.15億元。
智能傳感器行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測
根據(jù)SDI發(fā)布的《2022年中國智能傳感器十大園區(qū)報告》，中國智能傳感器市場規(guī)模在近幾年持續(xù)增長。從2019年的783.9億元上升至2021年的1020.4億元，2022年預(yù)計將達(dá)1191.8億元，2023年預(yù)計將達(dá)1425.4億元。政策的出臺進(jìn)一步明確了智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和路徑。智能傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)整個構(gòu)架體系的核心，具有廣闊的前景，預(yù)計到2028年，中國智能傳感器市場規(guī)模有望達(dá)到2400億元，年均復(fù)合增長率約為14%。
中國智能傳感器技術(shù)賽道熱力圖
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在西北、長三角和粵港澳大灣區(qū)，尤其是廣東省成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于智能傳感器研發(fā)，成為潛在的智能傳感器技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，粵港澳大灣區(qū)有極大的可能性成為智能傳感器技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市龍華區(qū)、廣東省深圳市寶安區(qū)、陜西省西安市雁塔區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。
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