Wie Ultraschallsensoren in den nächsten 50 Jahren die Welt verändern werden

Seit der Geburt des Sensors ist der Ultraschallsensor zur wichtigsten Infrastruktur in der digitalen Gesellschaft geworden, da er Menschen helfen kann, Informationen zu verwandeln, die einst unbekannt und schwer in leicht zugängliche und genauere Daten zu beurteilen waren. Im Jahr 2011 hat der Gründer und Risikokapitalgeber von Netscape eine sehr kreative und bereits realisierte Ansicht vorgelegt: \"Software isst die Welt. \" Bis heute ersetzen Sie \"Software\" durch \"ultraonische Sensor \"In einem Satz gilt das gleiche Argument.

Von Smartphones bis hin zu Smart Voice -Geräten, von Energieplattformen bis hin zu industriellen Geräten, \"\" als Erweiterungsorgane, die Menschen mit Maschinen, Menschen selbst und der natürlichen Umgebung verbinden. Mit der Entwicklung von Sensoren und verwandten Hardware- und Softwaretechnologien wie Datenspeicher, Energiespeicher, neue Materialien und Netzwerkinfrastrukturen sowie der kontinuierliche Rückgang der Kosten.UltraschallflusswandlerAnwendungsszenarien werden immer häufiger.

Es wird vorausgesagt, dass es bis 2020 in unserem täglichen Leben auf der ganzen Welt 300 Milliarden Sensoren geben wird, die Marktgröße 10,5 Milliarden US -Dollar erreichen wird und die Marktgröße der druckbaren flexiblen Sensoren 7,3 Milliarden US -Dollar erreichen wird.

Was nutzt heute Ultraschallsensoren? In Zukunft und sogar in den nächsten 50 Jahren welche Art von Evolution werden Sensoren und wie werden sie die Welt verändern?

1. Sensoren heute überall

Von der Unterhaltungselektronik bis zur Landwirtschaft, vom Transport bis hin zu medizinisch, von Energie über die Luft- und Raumfahrt, von der Industrie bis zum Stadtmanagement wurden Sensoren tief in die menschliche Produktion und das Leben integriert.

1. Unterhaltungselektronik

Im Bereich der Unterhaltungselektronik, da Menschen ihre funktionalen Anforderungen weiter erhöhen, immer mehrBenutzerdefinierte Ultraschall -Wandlersensorsind in verschiedene Produkte integriert. Zum Beispiel ist ein Smartphone mit mehr als zehn Sensoren wie Lichtsensor, Entfernungssensor, Schwerkraft, Gyroskop, GPS, Fingerabdrucksensor usw. ausgestattet.

2. Landwirtschaft

Im landwirtschaftlichen Bereich können wir durch Ultraschallsensoren, die auf Tieren oder in landwirtschaftlichen Gebäuden installiert sind, die Tiergesundheit und verschiedene Risiken in Echtzeit überwachen, um Tierkrankungen und Mortalität zu minimieren und die Produktivität und Fruchtbarkeit zu steigern. Durch Sensoren im Feld können wir die Wetter- und Bodendaten genau verstehen, um die beste Zeit für Pflanzen, Bewässerung, Befruchtung und Ernte zu bestimmen.

3. Architektur

In intelligenten Gebäuden können Ultraschallsensoren die Luftqualität, die Lichtintensität, die Rauchkonzentration, die Temperaturänderungen und andere Daten im Gebäude in Echtzeit überwachen, sodass wir die Luftqualität in Innenräumen besser verwalten, den Energieverbrauch reduzieren und das Lebens- und Arbeitsumfeld verbessern können.

4. Gesundheitswesen

Im Gesundheitswesen kann der Ultraschallsensor für die Behandlung von Arzneimitteln und Lebensstilen von Patienten mit chronischen Krankheiten wie Diabetes und Bluthochdruck eingesetzt werden. Es kann auch Kindern oder Betreuern helfen, die älteren Menschen mit Alzheimer -Krankheit und anderen Krankheiten in Echtzeit zu überwachen. Wenn Anomalien gefunden werden, können Sie sofort medizinische Hilfe suchen oder Rettungsdienste anrufen.

Durch den Ultraschallsensor kann der Arzt die Herzfrequenz, den Blutdruck, den Blutzucker, den Elektrokardiogramm und die anderen Gesundheitsindikatoren des Patienten aus der Ferne überwachen und elektronische Pillen einnehmen, um die Medikamente und Behandlung des Patienten zu verstehen und rechtzeitig Rat zu geben. Im Allgemeinen können Sensoren die Krankenhauskosten senken, die medizinische Qualität verbessern und die Häufigkeit teure Kosten für Notfalleinträge und Krankenhausaufenthaltskosten senken.

5. Stadtmanagement

Für Stadtverwaltungsabteilungen können Ultraschallsensoren Managern helfen, den Betrieb von unterirdischen Leitungen und Geräten wie Gas, Strom, Wasser, Abwasser usw. zu verstehen Verringerung der Verkehrsstaus; Sie können feststellen, wo Autotreiber kostenlose Parkplätze haben, um unnötige Zeitverschwendung zu vermeiden und die Kohlenstoffemissionen zu verringern. Sie können sogar den Ausbruch und die Verbreitung von Krankheiten erkennen und verfolgen.

6. Andere Felder

Ohne Ultraschallsensoren gäbe es kein Internet der Dinge und keine Branche 4.0. In den Bereichen Industrie, Energie, Militär usw. können Sensoren eine prädiktive Wartung von Geräten erreichen. Durch die Analyse der von Ultraschallsensoren gesammelten Daten können sie auf potenzielle Probleme reagieren und so die Kosten für Ausfallzeiten der Geräte minimieren.

Zweitens eine aufregendere Zukunft

In Zukunft werden Ultraschallsensoren kleiner, billiger, genauer, flexibler, energieeffizienter und umweltfreundlicher und in der Lage, mehr Arten von Daten zu sammeln und immer mehr neue Technologien zu integrieren.

1. kleiner und billiger

Mit der Anwendung verschiedener neuer Plattformen und neuer Materialien können Hersteller kleinere Ultraschallsensoren herstellen, deren Leistung so hoch sein kann wie mit elektronischer Komponenten auf Millimeterebene und Mikrowellenebene, und mit weniger Silizium werden die Kosten erheblich reduziert. Gleichzeitig wird die neue Plattform auch die Kosten für die Sensordesign, die Entwicklungs- und Herstellungskosten reduzieren. Auf lange Sicht sind selbstkalibrierende Ultraschallsensoren sehr kostengünstig. Durch automatische Kalibrierung können die Anzahl und Zeit der Sensorwartung reduziert werden und die Wartungskosten erheblich reduziert werden. Darüber hinaus haben Selbstheilungssensoren ein breiteres Angebot an Anwendungen und niedrigeren Wartungskosten, insbesondere bei verschiedenen Katastrophen und Risiken.

2. Höhere Genauigkeit

Gegenwärtig steckt die Erforschung der Erfassungsfestigkeit von Multi-Channel Cooperative Spectrum noch in den Kinderschuhen. Sobald die Technologie ausgereift ist, wird sie in Zukunft genauere Überwachungsdaten liefern als aktuelle Einzelkanalsensoren.

Genauere, zuverlässige und reproduzierbare Ultraschallsensoren werden mehr Anwendungsszenarien in medizinischen Geräten und anderen Bereichen aufweisen, und die von ihnen erzielten Funktionen sind ebenfalls leistungsfähiger.

3. flexibler und flexiblerer

Flexible Sensoren sind eine wichtige Richtung für die zukünftige Sensorentwicklung. Gegenwärtig befinden sich flexible Lichtsensoren, pH -Sensoren, Ionensensoren und Biosensoren noch im Stadium der frühen Entwicklung. In Zukunft werden diese flexiblen Sensoren innovativere Anwendungen wie künstliche Haut, tragbare Sensoren und Mikro-Motion-Erfassungen haben.

Durch die Mikrowire -Technologie und das Magnetfeld kann der Ultraschallsensor ohne Stromversorgung so schlank wie Haar und elastisch sein, was Temperatur, Druck, Spannung, Spannung, Torsion und Position ohne Kontakt messen kann.

4. Bessere Wahrnehmung und mehr Daten

Zukünftige Sensoren werden menschliche Sinne effektiver nachahmen, um komplexe Signale wie biologische Gefahren, Gerüche, Materialdruck, Krankheitserreger und Korrosion zu erkennen, zu verarbeiten und zu analysieren. Beispielsweise können diese fortschrittlichen Ultraschallsensoren nicht nur eine große Anzahl einzelner Analyten (wie Kohlendioxid) spüren, sondern auch jede Komponente des Geruchs entschlüsseln. Situationen wie Schlachtfelder, Hochhäuser oder verstopfte Arterien.

5. Weitere medizinische Anwendungen

Gegenwärtig werden viele gesundheitsbezogene Sensoren hauptsächlich in den Bereichen Unterhaltung und Lebensstil eingesetzt, und ihre Funktionen können die Anforderungen der medizinischen Klasse nicht erfüllen. In Zukunft werden mehr medizinische Sensoren streng regulatorische Zulassung bestehen und medizinische Anwendungen realisieren.

Mit der Miniaturisierung von Laborsystemen wird die Entwicklung neu auftretender Technologien für die Wahrnehmung von Biohazards beschleunigt, und Ultraschallsensoren werden eher echte Geräte für medizinische Qualität als einfache Lebens- und Unterhaltungsnutzung. Medizinische Tests werden einfacher. Ein Testinstrument kann mehr Substanzen analysieren und die Notwendigkeit von Testen von Proben verringern. Beispielsweise können Gesundheitstests durch Körperflüssigkeiten wie Schweiß und Tränen abgeschlossen werden.

Schluckpillen ist eine Anwendung der Miniaturisierung von Laborsystemen. Beispielsweise haben viele Startups der Gesundheitstechnologie Sensoren verwendet, um die traditionelle Endoskopie zu ersetzen, um die Schmerzen im Patienten zu verringern. Es gibt auch einige schluckbare oder implantierbare Pillen, die von Technologieunternehmen entwickelt wurden, die lange Zeit im Körper verabreicht werden können, was die tägliche Behandlung von Patienten erleichtert.

6. Mehr Energieeinsparung

Derzeit sind die meisten Ultraschallsensoren nicht sehr energieeffizient, da sie immer eingeschaltet sind. In Zukunft werden Sensoren schlauer und von bestimmten Bedingungen angetrieben und können nur dann aktiviert werden, wenn ein bestimmter Zustand erreicht ist. Wenn sie sich im Standby -Modus befinden, gibt es fast keinen Stromverbrauch.

Darüber hinaus kann der Ultraschallsensor auch Energie aus der Umgebung erhalten, um einen längeren Betrieb zu erreichen. Zum Beispiel kann Bewegung, Druck, Licht oder die Differenz zwischen der Wärme des Körpers des Patienten und der umgebenden Luft die Energiequelle des Sensors sein.

7. umweltfreundlicher

In Zukunft werden umweltfreundliche und biologisch abbaubare Ultraschallsensoren immer beliebter. Zum Beispiel kann der Ultraschallsensor eine bakteriengesteuerte, abbaubare papierbasierte Batterie sein. Ein solcher Ultraschallsensor kann in Bereichen wie Ackerlandmanagement, Umweltüberwachung, Überwachung der Lebensmittelzirkulation oder medizinischen Tests verwendet werden, ohne die Umwelt zu verschmutzen.

8. höhere Komplexität und bessere Kompatibilität

Durch Koordination der Arbeit dieUltraschall -Wandlersensorwird zusätzliche Komplexität gewinnen. Sensorcluster können die Arbeit zwischen Sensoren besser koordinieren und den Inhalt und den Ort der Arbeit durch ein autonomes Lernsystem bestimmen. Zusätzlich wird die Einführung verschiedener neuer Technologien auch den Ultraschallsensor vielfältiger machen. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor durch die Lasertechnologie die Materialzusammensetzung durch das einzigartige Spektrum des Materials identifizieren. Der Flugzeitssensor kann den Abstand zwischen zwei Objekten durch Infrarotlichtimpulse messen. Hergestellt aus PZT -Materialien wie Piezokristallen, Spezialkeramik, Knochen, DNA, Proteinen usw. Piezosensoren können besser auf externe Druck und latente Wärme reagieren.

In Zukunft werden Fortschritte in verschiedenen grundlegenden Wissenschaften die schnelle Entwicklung der Sensornechnologie weiter fördern. Der Ultraschallsensor wird miniaturisierter und benutzerfreundlicher, und die Interaktion zwischen Mensch und Computer wird freundlicher sein. Gleichzeitig werden sie unsichtbarer und weniger spürbar. Da der Ultraschallsensor in unserem täglichen Leben sowie in der Integration mit neuen Technologien wie KI in zukünftigen miteinander verbundenen und automatisierten Welt tiefer integriert ist, wird Ultraschallsensor unser Leben verbessern.