上海“十二五”科技规划：可穿戴为重点关注领域

上海“十二五”科技规划重点领域的国内外发展跟踪研究（之十六）

传感器技术及其应用发展态势分析

传感器技术是物联网、新一代信息技术、高端装备制造和新能源汽车等战略性新兴产业中的核心技术之一，也是上海市“十二五”科技发展规划的重要内容。本期简报基于上海市软科学研究基地——前沿技术发展研究中心的课题成果，对全球传感器技术及其产业化的发展现状和新态势进行了分析。供参考。

传感器融合了材料科学、纳米技术、微电子等领域的前沿技术，是新一代信息技术、高端制造装备、新能源汽车等战略新兴产业的先导和基础，也是智能交通、智能楼宇、智慧医疗、智慧基础设施等物联网应用的关键技术，具有技术含量高、经济效益好、辐射和带动力强等特点。

 

未来值得关注的四大领域

随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求，以下领域可能成为传感器技术未来发展的重点。

一、可穿戴式应用

据美国ABI 调查公司预测，2017 年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6 亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10 余种的传感器，包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等，实现了一些传统终端无法实现的功能，如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。当前，可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展，如电子肌肤等。日前，东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。该传感器为薄膜状，单位面积重量只有3g/m2，是普通纸张的1/27 左右，厚度也只有2 微米。

二、无人驾驶

美国IHS 公司指出，推进无人驾驶发展的传感器技术应用正在加快突破。在该领域，谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果，通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪，以每秒20 次的间隔，生成汽车周边区域的实时路况信息，并利用人工智能软件进行分析，预测相关路况未来动向，同时结合谷歌地图来进行道路导航。谷歌无人驾驶汽车已经在内华达、佛罗里达和加利福尼亚州获得上路行使权。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发，有的车型已接近量产。

三、医护和健康监测

国内外众多医疗研究机构，包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。如罗姆公司目前正在开发一种使用近红外光（NIR）的图像传感器，其原理是照射近红外光LED 后，使用专用摄像元件拍摄反射光，通过改变近红外光的波长获取图像，然后通过图像处理使血管等更加鲜明地呈现出来。一些研究机构在能够嵌入或吞入体内的材料制造传感器方面已取得进展。如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器，该器件由导电金属和绝缘薄膜构成，能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化，发挥完作用之后就会溶解于体液中。

四、工业控制

2012 年，GE 公司在《工业互联网：突破智慧与机器的界限》报告中提出，通过智能传感器将人机连接，并结合软件和大数据分析，可以突破物理和材料科学的限制，并将改变世界的运行方式。报告同时指出，美国通过部署工业互联网，各行业可实现1%的效率提升，15 年内能源行业将节省1%的燃料（约660 亿美元）。2013 年1 月，GE 在纽约一家电池生产企业共安装了1 万多个传感器，用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据，而工厂的管理人员可以通过iPad 获取这些数据，从而对生产进行监督。此外，荷兰壳牌、富士电机等跨国公司也都在该领域采取了行动。

 

更多内容，PDF下载：科学发展研究第32期《传感器技术及其应用发展态势分析》

上海科技发展研究中心，2013 年12 月06 日