Как ультразвуковые датчики изменят мир в ближайшие 50 лет

После рождения датчика ультразвуковой датчик стал наиболее важной инфраструктурой в цифровом обществе, поскольку он может помочь людям превратить информацию, которая когда -то была неизвестна и трудно судить о легко доступных и более точных данных. В 2011 году, основатель и венчурный капиталист Netscape, он выдвинул очень творческий и уже реализованный взгляд: \"Программное обеспечение ест мир. \" По сей день, если вы замените \"Программное обеспечение \" на \"Ультраонный датчик \"В предложении применяется тот же аргумент.

От смартфонов до интеллектуальных голосовых устройств, от энергетических платформ до промышленного оборудования, датчиков, естественно, \ «доступно \» как органы расширения, соединяющие людей с машинами, самими людьми и природной средой. С разработкой датчиков и связанных с ними аппаратных и программных технологий например, хранение данных, хранение энергии, новые материалы и сетевая инфраструктура, а также непрерывное снижение затрат,Ультразвуковые преобразователи потокаСценарии применения станут все более и более распространенными.

Предсказано, что к 2020 году в нашей повседневной жизни по всему миру будет 300 миллиардов датчиков, размер рынка достигнет 10,5 миллиардов долларов США, а размер рынка печатных гибких датчиков достигнет 7,3 миллиарда долларов США.

Итак, каковы использование ультразвуковых датчиков сегодня? В будущем и даже в ближайшие 50 лет, какая эволюция будет подвергаться датчикам и как они изменят мир?

1. Датчики повсюду сегодня

От потребительской электроники до сельского хозяйства, от транспорта до медицинского, от энергии до аэрокосмической промышленности, от промышленности до городского управления, датчики были глубоко интегрированы в человеческое производство и жизнь.

1. Потребительская электроника

В области потребительской электроники, поскольку люди продолжают увеличивать свои функциональные требования, все больше и большепользовательский ультразвуковой датчик преобразователяинтегрированы в различные продукты. Например, смартфон оснащен более десяти датчиков, такими как датчик света, датчик расстояния, датчик гравитации, гироскоп, GPS, датчик отпечатков пальцев и так далее.

2. Сельское хозяйство

В сельскохозяйственной области, благодаря ультразвуковым датчикам, установленным на животных или в зданиях фермы, мы можем отслеживать здоровье животных и различные риски в режиме реального времени, чтобы минимизировать заболевание животных и смертность, а также повысить продуктивность и фертильность. Через датчики в полевых условиях мы можем точно понять данные о погоде и почве, чтобы определить наилучшее время для посадки, орошения, оплодотворения и сбора урожая.

3. Архитектура

В интеллектуальных зданиях ультразвуковые датчики могут отслеживать качество воздуха, интенсивность света, концентрацию дыма, изменения температуры и другие данные в здании в режиме реального времени, что позволяет нам лучше управлять качеством воздуха в помещении, снижать потребление энергии и улучшить жизнь и рабочую среду.

4. Здравоохранение

В области здравоохранения ультразвуковой датчик может быть использован для лечения лекарств и образа жизни пациентов с хроническими заболеваниями, такими как диабет и высокое кровяное давление. Это также может помочь детям или лицам, осуществляющим уход, контролировать пожилых людей с болезнью Альцгеймера и другими заболеваниями в режиме реального времени. Когда обнаружены аномалии, вы можете немедленно обратиться за медицинской помощью или позвонить в службы экстренной помощи.

Благодаря ультразвуковому датчику врач может удаленно контролировать частоту сердечных сокращений, артериальное давление, сахар в крови, электрокардиограмму и другие показатели здоровья и может принимать электронные таблетки, чтобы понять лекарства и лечения пациента, а также дать своевременные советы. В целом, датчики могут снизить больничные расходы, повысить медицинское качество и снизить частоту дорогих затрат на чрезвычайные ситуации и затраты на госпитализацию.

5. Городское управление

Для городских департаментов ультразвуковые датчики могут помочь менеджерам понять эксплуатацию подземных линий и оборудования, таких как газ, электричество, вода, сточные воды и т. Д. уменьшить заторы на трафик; Вы можете сказать, где у автомобильных водителей есть бесплатные парковочные места, чтобы избежать ненужных отходов времени и сокращения выбросов углерода; Они могут даже обнаружить и отслеживать вспышку и распространение болезней.

6. Другие поля

Без ультразвуковых датчиков не было бы интернета вещей и никакой индустрии 4.0. В области промышленности, энергии, военных и т. Д. Датчики могут достичь прогнозного обслуживания оборудования. Анализируя данные, собранные ультразвуковыми датчиками, они могут реагировать на потенциальные проблемы, что минимизирует стоимость времени простоя оборудования.

Во -вторых, более захватывающее будущее

В будущем ультразвуковые датчики станут меньше, дешевле, более точными, более гибкими, более энергоэффективными и более экологически чистыми, способны собирать больше типов данных и интегрировать все больше и больше новых технологий.

1. Меньше и дешевле

Благодаря применению различных новых платформ и новых материалов производители могут производить более мелкие ультразвуковые датчики, производительность которых может быть настолько высокой, как электронные компоненты на уровне миллиметрового уровня и микроволнового уровня, а при применении меньшего количества кремния будет значительным снижением. В то же время новая платформа также уменьшит дизайн, разработку и производство датчиков. В конечном счете, самостоятельные ультразвуковые датчики очень экономически эффективны. Благодаря автоматической калибровке количество и время обслуживания датчиков могут быть уменьшены, а стоимость технического обслуживания может быть значительно снижена. Кроме того, датчики самовосстановления будут иметь более широкий спектр приложений и более низкие затраты на техническое обслуживание, особенно в случае различных бедствий и рисков.

2. Более высокая точность

В настоящее время исследование многоканального зондирования кооперативного спектра все еще находится в зачаточном состоянии. В будущем, как только технология станет зрелой, она предоставит более точные данные мониторинга, чем современные одноканальные датчики.

Более точные, надежные и воспроизводимые ультразвуковые датчики будут иметь больше сценариев применения в медицинском оборудовании и других областях, а функции, которые они достигают, также являются более мощными.

3. Более гибкий и более гибкий

Гибкие датчики являются важным направлением для будущего развития датчиков. В настоящее время гибкие датчики света, датчики pH, ионные датчики и биосенсоры все еще находятся на ранней стадии разработки. В будущем эти гибкие датчики будут иметь более инновационные применения, такие как искусственная кожа, носимые датчики и микроможженное восприятие.

Благодаря технологии микропровода и магнитному полю ультразвуковой датчик может быть таким же стройным, как волосы и эластичный, без источника питания, что может измерить температуру, давление, натяжение, напряжение, кручение и положение без контакта.

4. Лучшее восприятие и больше данных

Будущие датчики будут более эффективно имитировать чувства человека для обнаружения, обработки и анализа сложных сигналов, таких как биологические опасности, запахи, давление материала, патогенные микроорганизмы и коррозия. Например, эти усовершенствованные ультразвуковые датчики могут не только ощутить большое количество отдельных аналитов (таких как углекислый газ), но также расшифровать каждый компонент запаха. В добавлении интеллектуальной пыли - это микроскопический датчик, приводящий в движение вибрацией, который может контролировать различные Такие ситуации, как поля битвы, высотные здания или засоренные артерии.

5. Больше медицинских заявлений

В настоящее время многие датчики, связанные со здоровьем, в основном используются в областях развлечений и образа жизни, и их функции не могут соответствовать требованиям медицинской оценки. В будущем больше датчиков медицинского уровня пройдет строгое одобрение регулирующих органов и реализует медицинские применения.

Благодаря миниатюризации лабораторных систем развитие новых технологий для восприятия биологии будет ускорена, а ультразвуковые датчики станут настоящими устройствами медицинского уровня, а не простым жизненным и развлекательным использованием. Медицинское тестирование будет проще. Один прибор для тестирования может анализировать больше веществ и уменьшить необходимость тестирования образцов. Например, тестирование здоровья может быть завершено с помощью жидкостей тела, таких как пот и слезы.

Площадимые таблетки - это применение миниатюризации лабораторных систем. Например, многие стартапы здоровья использовали датчики для замены традиционной эндоскопии, чтобы уменьшить боль пациента. Существуют также некоторые глотаемые или имплантируемые таблетки, разработанные технологическими компаниями, которые могут постоянно вводить в организм в течение длительного времени, что облегчает ежедневное лечение пациентов.

6. Больше энергоэффективности

В настоящее время большинство ультразвуковых датчиков не очень энергоэффективны, потому что они всегда включены. В будущем датчики станут умнее и обусловлены конкретными условиями и могут быть активированы только при достижении определенного условия, и когда они находятся в режиме ожидания, почти нет потребления мощности.

Кроме того, ультразвуковой датчик также может получить энергию из окружающей среды для достижения более длительной работы. Например, физические упражнения, давление, свет или разница между теплом тела пациента и окружающим воздухом может быть источником энергии датчика.

7. Более экологически чистый

В будущем экологически чистые и биоразлагаемые ультразвуковые датчики станут все более популярными. Например, ультразвуковой датчик может быть бактерий, управляемая бактерий, ослабляемая бумажная батарея. Такой ультразвуковой датчик может использоваться в таких областях, как управление сельскохозяйственными угодьями, мониторинг окружающей среды, мониторинг циркуляции пищевых продуктов или медицинское тестирование без загрязнения окружающей среды.

8. Более высокая сложность и лучшая совместимость

Координируя работу,Ультразвуковой датчик датчикаполучит дополнительную сложность. Датчики кластеры могут лучше координировать работу между датчиками и определять содержание и местоположение работы с помощью автономной системы обучения. В добавлении принятие различных новых технологий также сделает ультразвуковой датчик более разнообразным. Например, благодаря лазерной технологии ультразвуковой датчик может идентифицировать состав материала с помощью уникального спектра материала; Датчик времени пролета может измерить расстояние между двумя объектами через инфракрасные легкие импульсы; Изготовленные из материалов PZT, таких как пьезо -кристаллы, специальная керамика, кости, ДНК, белки и т. Д. Пьезорезоры могут лучше реагировать на внешнее давление и скрытое тепло.

В будущем достижения в различных основных науках будут способствовать быстрому развитию сенсорной технологии. Ультразвуковой датчик станет более миниатюрным и удобным для пользователя, а взаимодействие человека с компьютером будет более дружелюбным; В то же время они станут более невидимыми и менее заметными. Поскольку ультразвуковой датчик более глубоко интегрируется в нашу повседневную жизнь, а также интеграцию с новыми технологиями, такими как ИИ, в будущем взаимосвязанного и автоматизированного мира, ультразвуковой датчик сделает нашу жизнь лучше.