Cómo los sensores ultrasónicos cambiarán el mundo en los próximos 50 años

Desde el nacimiento del sensor, el sensor ultrasónico se ha convertido en la infraestructura más importante en la sociedad digital porque puede ayudar a los humanos a cumplir la información que una vez fue desconocida y difícil de juzgar en datos de fácil acceso y más precisos. En 2011, el fundador y capitalista de riesgo de Netscape, que presentó una visión muy creativa y ya ha realizado a: \"Software está comiendo el mundo \". A día de hoy, si se reemplaza \"software \" con \"sensor de ultraonic \" en una frase, se aplica el mismo argumento.

Desde teléfonos inteligentes para dispositivos de voz inteligentes, plataformas de energía a equipos industriales, sensores de forma natural \"vano \", como los órganos de extensión que conecta los seres humanos a las máquinas, los propios seres humanos, y lo natural environment.With el desarrollo de sensores y tecnologías de hardware y software relacionados tales como almacenamiento de datos, almacenamiento de energía, nuevos materiales, y la infraestructura de la red, así como la continua disminución de los costos,transductores de flujo ultrasónicosescenarios de aplicación serán cada vez más abundante.

Se predice que para el año 2020, habrá 300 mil millones de sensores en nuestra vida diaria en todo el mundo, el tamaño del mercado alcanzará los 10,5 mil millones de dólares estadounidenses, y el tamaño del mercado de sensores flexibles imprimibles llegará a 7,3 mil millones de dólares estadounidenses.

Así que, ¿cuáles son los usos de los sensores ultrasónicos de hoy? En el futuro, e incluso en los próximos 50 años, ¿qué tipo de evolución se sensores de sufrir y cómo van a cambiar el mundo?

1. Sensores de todo el mundo hoy en día

A partir de la electrónica de consumo a la agricultura, desde el transporte a servicios médicos, de energía para el sector aeroespacial, de la industria de gestión de la ciudad, los sensores han sido profundamente integrado en la producción y la vida humana.

1. Electrónica de consumo

En el campo de la electrónica de consumo, como los seres humanos continúan incrementando sus requisitos funcionales, cada vez mássensor transductor de ultrasonidos personalizadase integran en diversos productos. Por ejemplo, un teléfono inteligente está equipado con más de diez sensores, tales como sensor de luz, sensor de distancia, un sensor de la gravedad, giroscopio, GPS, sensor de huellas digitales y así sucesivamente.

2. Agricultura

En el campo agrícola, a través de sensores ultrasónicos instalados en animales o en edificios agrícolas, podemos monitorear la salud animal y los diversos riesgos en tiempo real para minimizar la enfermedad animal y la mortalidad, y aumentar la productividad y la fertilidad. A través de los sensores en el campo, podemos entender con precisión el clima y los datos del suelo para determinar el mejor momento para la siembra, el riego, la fertilización y la recolección.

3. arquitectura

En los edificios inteligentes, los sensores ultrasónicos pueden monitorear la calidad del aire, la intensidad de la luz, la concentración de humo, los cambios de temperatura y otros datos en el edificio en tiempo real, lo que nos permite administrar mejor la calidad del aire interior, reducir el consumo de energía y mejorar los entornos de vida y de trabajo.

4. Atención médica

En la atención médica, el sensor ultrasónico se puede utilizar para la gestión de medicamentos y estilos de vida de pacientes con enfermedades crónicas, como la diabetes y la presión arterial alta. También puede ayudar a los niños o a los cuidadores a monitorear a los ancianos con la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades en tiempo real. Cuando se encuentran anomalías, puede solicitar inmediatamente ayuda médica o llamar a servicios de emergencia.

A través del sensor ultrasónico, el médico puede monitorear de forma remota la frecuencia cardíaca del paciente, la presión arterial, el azúcar en la sangre, el electrocardiograma y otros indicadores de salud, y pueden tomar píldoras electrónicas para comprender el medicamento y el tratamiento del paciente, y dar un consejo oportuno. En general, los sensores pueden reducir los costos hospitalarios, mejorar la calidad médica y reducir la frecuencia de costosos costos de admisión de emergencia y costos de hospitalización.

5. Gestión de la ciudad

Para los departamentos de administración de la ciudad, los sensores ultrasónicos pueden ayudar a los gerentes a comprender la operación de líneas y equipos subterráneos, como gas, electricidad, agua, aguas residuales, etc. Pueden monitorear los vehículos viales y los flujos peatonales en tiempo real y ajustar las estrategias de transporte a tiempo para reducir la congestión del tráfico; Puede saber dónde tienen los conductores de automóviles, plazas de aparcamiento gratuitas para evitar la pérdida innecesaria de tiempo y reducir las emisiones de carbono; Incluso pueden detectar y rastrear el brote y la propagación de enfermedades.

6. Otros campos

Sin sensores ultrasónicos, no habría internet de cosas ni la industria 4.0. En los campos de la industria, la energía, los militares, etc., los sensores pueden lograr un mantenimiento predictivo de equipos. Al analizar los datos recopilados por sensores ultrasónicos, pueden responder a los problemas potenciales, minimizando así el costo del tiempo de inactividad del equipo.

Segundo, un futuro más emocionante.

En el futuro, los sensores ultrasónicos se volverán más pequeños, más baratos, más precisos, más flexibles, más eficientes energéticamente, y más ecológicos, capaces de recopilar más tipos de datos e integrar cada vez más tecnologías nuevas.

1. Más pequeño y más barato

Con la aplicación de varias plataformas nuevas y nuevos materiales, los fabricantes pueden fabricar sensores ultrasónicos más pequeños cuyo rendimiento puede ser tan alto como los componentes electrónicos de nivel de milímetro y nivel de microondas, y con la aplicación de menos silicio, el costo será sustancial. Al mismo tiempo, la nueva plataforma también reducirá el diseño del sensor, el desarrollo y los costos de fabricación. A largo plazo, los sensores ultrasónicos de autocalibración son muy rentables. A través de la calibración automática, el número y el tiempo de mantenimiento del sensor se pueden reducir, y el costo de mantenimiento se puede reducir enormemente. Además, los sensores de autocuración tendrán una gama más amplia de aplicaciones y menores costos de mantenimiento, especialmente en caso de varios desastres y riesgos.

2. mayor precisión

En la actualidad, la investigación de la detección de espectro cooperativo multicanal está todavía en su infancia. En el futuro, una vez que la tecnología está madura, proporcionará datos de monitoreo más precisos que los sensores de un solo canal actuales.

Los sensores ultrasónicos más precisos, confiables y reproducibles tendrán más escenarios de aplicación en equipos médicos y otros campos, y las funciones que logran también son más poderosas.

3. Más flexible y más flexible.

Los sensores flexibles son una dirección importante para el desarrollo futuro del sensor. En la actualidad, los sensores de luz flexibles, los sensores de pH, los sensores de iones y los biosensores todavía están en la etapa de desarrollo temprana. En el futuro, estos sensores flexibles tendrán aplicaciones más innovadoras, como la piel artificial, los sensores portátiles y la detección de micro-movimiento.

A través de la tecnología de microondas y el campo magnético, el sensor ultrasónico puede ser tan delgado como el cabello y elástico, sin suministro de energía, que puede medir la temperatura, la presión, la tensión, el estrés, la torsión y la posición sin contacto.

4. Mejor percepción y más datos.

Los sensores futuros imitarán más efectivamente los sentidos humanos para detectar, procesar y analizar señales complejas, tales como riesgos biológicos, olores, presión material, patógenos y corrosión. Por ejemplo, estos sensores ultrasónicos avanzados no solo pueden sentir una gran cantidad de analitos individuales (como el dióxido de carbono), sino que también descifre cada componente del olor. Además, el polvo inteligente es un sensor microscópico impulsado por la vibración, que puede monitorear varios Situaciones como campos de batalla, edificios de gran altura o arterias obstruidas.

5. Más aplicaciones médicas.

En la actualidad, muchos sensores relacionados con la salud se utilizan principalmente en los campos de entretenimiento y estilo de vida, y sus funciones no pueden cumplir con los requisitos de la calificación médica. En el futuro, los sensores más de grado médico pasarán la aprobación regulatoria estricta y realicen aplicaciones médicas.

Con la miniaturización de los sistemas de laboratorio, el desarrollo de tecnologías emergentes para la percepción de Bioházard se acelerará, y los sensores ultrasónicos se convertirán en verdaderos dispositivos de grado médico en lugar de productos de vida y entretenimiento simples. Las pruebas médicas serán más fáciles. Un instrumento de prueba puede analizar más sustancias y reducir la necesidad de probar muestras. Por ejemplo, las pruebas de salud se pueden completar a través de fluidos corporales, como sudor y lágrimas.

Pastillas tragables es una aplicación de miniaturización de sistemas de laboratorio. Por ejemplo, muchas startups de tecnología de salud han usado sensores para reemplazar la endoscopia tradicional para reducir el dolor del paciente. También hay algunas píldoras tragables o implantables desarrolladas por compañías de tecnología que pueden administrarse continuamente en el cuerpo durante mucho tiempo, lo que facilita el tratamiento diario de los pacientes.

6. Más ahorro de energía.

Actualmente, la mayoría de los sensores ultrasónicos no son muy eficientes energéticamente porque siempre están encendidos. En el futuro, los sensores se volverán más inteligentes e impulsados ​​por condiciones específicas, y solo se pueden activar cuando se alcance una cierta condición, y cuando estén en modo de espera, casi no hay consumo de energía.

Además, el sensor ultrasónico también puede obtener energía del entorno circundante para lograr una operación más larga. Por ejemplo, el ejercicio, la presión, la luz o la diferencia entre el calor del cuerpo del paciente y el aire circundante pueden ser la fuente de energía del sensor.

7. Más ecológico

En el futuro, los sensores ultrasónicos ecológicos y biodegradables se volverán cada vez más populares. Por ejemplo, el sensor ultrasónico puede ser una batería basada en papel degradable y accionada por bacterias. Dicho sensor ultrasónico se puede usar en campos como la gestión de tierras de cultivo, el monitoreo ambiental, el monitoreo de la circulación de alimentos o las pruebas médicas sin contaminar el medio ambiente.

8. Complejidad más alta y mejor compatibilidad.

Al coordinar el trabajo, elSensor de transductor ultrasónicoObtendrá complejidad adicional. Los clusters del sensor pueden coordinar mejor el trabajo entre sensores y determinar el contenido y la ubicación del trabajo a través de un sistema de aprendizaje autónomo. En la adición, la adopción de varias nuevas tecnologías también hará que el sensor ultrasónico sea más diverso. Por ejemplo, a través de la tecnología láser, el sensor ultrasónico puede identificar la composición del material a través del espectro único del material; El sensor de tiempo de vuelo puede medir la distancia entre dos objetos a través de pulsos de luz infrarrojos; Hecho de materiales PZT, como cristales piezo, cerámica especial, huesos, ADN, proteínas, etc. Los sensores piezoes pueden responder mejor a la presión externa y al calor latente.

En el futuro, los avances en varias ciencias básicas promoverán aún más la rápida evolución de la tecnología del sensor. El sensor ultrasónico se volverá más miniaturizado y fácil de usar, y la interacción humana-computadora será más amigable; Al mismo tiempo, se volverán más invisibles y menos notables. Como sensor ultrasónico se integra más profundamente en nuestra vida diaria, así como la integración con las nuevas tecnologías, como AI, en el futuro, el mundo interconectado y automatizado, el sensor ultrasónico hará que nuestras vidas mejoran.