Comment les capteurs à ultrasons changeront le monde au cours des 50 prochaines années

Depuis la naissance du capteur, le capteur à ultrasons est devenu l'infrastructure la plus importante de la société numérique, car elle peut aider les humains à transformer des informations qui étaient autrefois inconnues et difficiles à juger en données facilement accessibles et plus précises. En 2011, le fondateur et capital-risqueur de Netscape, il a présenté une vue très créative et déjà réalisée: \"Le logiciel mange le monde. \" À ce jour, si vous remplacez \"Software \" par \"Ultraonic Sensor \"Dans une phrase, le même argument s'applique.

Des téléphones intelligents aux appareils vocaux intelligents, des plates-formes énergétiques aux équipements industriels, les capteurs naturellement \"disponible \" en tant qu'organes d'extension reliant les humains aux machines, aux humains eux-mêmes et à l'environnement naturel. tels que le stockage des données, le stockage d'énergie, les nouveaux matériaux et l'infrastructure réseau, ainsi que la baisse continue des coûts,Transducteurs de flux ultrasoniquesLes scénarios d'application deviendront de plus en plus abondants.

Il est prévu qu'en 2020, il y aura 300 milliards de capteurs dans notre vie quotidienne dans le monde entier, la taille du marché atteindra 10,5 milliards de dollars américains, et la taille du marché des capteurs flexibles imprimables atteindra 7,3 milliards de dollars américains.

Alors, quelles sont les utilisations des capteurs à ultrasons aujourd'hui? À l'avenir, et même dans les 50 prochaines années, quel genre d'évolution subira les capteurs et comment vont-ils changer le monde?

1. Capteurs partout aujourd'hui

De l'électronique grand public à l'agriculture, du transport au médical, de l'énergie à l'aérospatiale, de l'industrie à la gestion de la ville, les capteurs ont été profondément intégrés à la production et à la vie humaines.

1. Électronique grand public

Dans le domaine de l'électronique grand public, alors que les humains continuent d'augmenter leurs besoins fonctionnels, de plus en plusCapteur transducteur ultrasonique personnalisésont intégrés dans divers produits. Par exemple, un téléphone intelligent est équipé de plus de dix capteurs tels que le capteur de lumière, le capteur de distance, le capteur de gravité, le gyroscope, le GPS, le capteur d'empreintes digitales, etc.

2. Agriculture

Dans le domaine agricole, grâce à des capteurs à ultrasons installés sur les animaux ou dans les bâtiments agricoles, nous pouvons surveiller la santé des animaux et divers risques en temps réel pour minimiser les maladies et la mortalité animales, et augmenter la productivité et la fertilité. Grâce à des capteurs sur le terrain, nous pouvons comprendre avec précision les données météorologiques et du sol afin de déterminer le meilleur moment pour la plantation, l'irrigation, la fertilisation et la récolte.

3. Architecture

Dans les bâtiments intelligents, les capteurs à ultrasons peuvent surveiller la qualité de l'air, l'intensité de la lumière, la concentration de fumée, les changements de température et d'autres données dans le bâtiment en temps réel, ce qui nous permet de mieux gérer la qualité de l'air intérieur, de réduire la consommation d'énergie et d'améliorer les environnements de vie et de travail.

4. Santé

Dans les soins de santé, le capteur à ultrasons peut être utilisé pour la gestion des médicaments et des modes de vie des patients atteints de maladies chroniques telles que le diabète et l'hypertension artérielle. Il peut également aider les enfants ou les soignants à surveiller les personnes âgées avec la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies en temps réel. Lorsque des anomalies sont trouvées, vous pouvez immédiatement demander une aide médicale ou appeler des services d'urgence.

Grâce à un capteur à ultrasons, le médecin peut surveiller à distance la fréquence cardiaque du patient, la pression artérielle, la glycémie, l'électrocardiogramme et d'autres indicateurs de santé, et peuvent prendre des pilules électroniques pour comprendre les médicaments et le traitement du patient, et donner des conseils en temps opportun. En général, les capteurs peuvent réduire les coûts hospitaliers, améliorer la qualité médicale et réduire la fréquence des coûts d'admission d'urgence coûteux et les coûts d'hospitalisation.

5. Gestion de la ville

Pour les départements de gestion de la ville, les capteurs à ultrasons peuvent aider les gestionnaires à comprendre le fonctionnement des lignes souterraines et des équipements tels que le gaz, l'électricité, l'eau, les eaux usées, etc., ils peuvent surveiller les véhicules routiers et les flux de piétons en temps réel et ajuster les stratégies de transport à temps à temps réduire la congestion du trafic; Vous pouvez dire où les conducteurs de voitures ont des places de stationnement gratuites pour éviter une perte de temps inutile et réduire les émissions de carbone; Ils peuvent même détecter et suivre l'épidémie et la propagation des maladies.

6. Autres champs

Sans capteurs à ultrasons, il n'y aurait pas d'Internet des objets et pas d'industrie 4.0. Dans les domaines de l'industrie, de l'énergie, des militaires, etc., les capteurs peuvent obtenir un maintien prédictif de l'équipement. En analysant les données collectées par des capteurs à ultrasons, ils peuvent répondre aux problèmes potentiels, minimisant ainsi le coût des temps d'arrêt de l'équipement.

Deuxièmement, un avenir plus excitant

À l'avenir, les capteurs à ultrasons deviendront plus petits, moins chers, plus précis, plus flexibles, plus économes en énergie et plus respectueux de l'environnement, capables de collecter plus de types de données et d'intégrer de plus en plus de nouvelles technologies.

1. Plus petit et moins cher

Avec l'application de diverses nouvelles plates-formes et de nouveaux matériaux, les fabricants peuvent fabriquer des capteurs ultrasoniques plus petits dont les performances peuvent être aussi élevées que des composants électroniques au niveau du millimètre et au niveau micro-ondes, et avec l'application de moins de silicium, le coût sera substantiel. Dans le même temps, la nouvelle plate-forme réduira également la conception des capteurs, le développement et les coûts de fabrication. À long terme, les capteurs à ultrasons auto-enalibrants sont très rentables. Grâce à l'étalonnage automatique, le nombre et l'heure de maintenance du capteur peuvent être réduits et le coût de maintenance peut être considérablement réduit. De plus, les capteurs d'auto-guérison auront un plus large éventail d'applications et des coûts de maintenance inférieurs, en particulier en cas de diverses catastrophes et risques.

2. Précision plus élevée

À l'heure actuelle, la recherche de la détection du spectre coopératif multicanal en est encore à ses balbutiements. À l'avenir, une fois la technologie mature, elle fournira des données de surveillance plus précises que les capteurs à canal unique actuels.

Des capteurs ultrasoniques plus précis, fiables et reproductibles auront plus de scénarios d'application dans les équipements médicaux et autres champs, et les fonctions qu'ils atteignent sont également plus puissantes.

3. Plus flexible et plus flexible

Les capteurs flexibles sont une direction importante pour le développement futur des capteurs. À l'heure actuelle, les capteurs de lumière flexibles, les capteurs de pH, les capteurs ioniques et les biocapteurs sont encore au début du développement. À l'avenir, ces capteurs flexibles auront des applications plus innovantes, telles que la peau artificielle, les capteurs portables et la détection de micro-motion.

Grâce à la technologie des micro-ondes et au champ magnétique, le capteur à ultrasons peut être aussi mince que les cheveux et l'élastique, sans alimentation, qui peuvent mesurer la température, la pression, la tension, la contrainte, la torsion et la position sans contact.

4. Une meilleure perception et plus de données

Les capteurs futurs imiteront plus efficacement les sens humains pour détecter, traiter et analyser des signaux complexes, tels que les risques biologiques, les odeurs, la pression des matériaux, les agents pathogènes et la corrosion. Par exemple, ces capteurs ultrasoniques avancés peuvent non seulement sentir un grand nombre d'analytes uniques (comme le dioxyde de carbone), mais aussi déchiffrer chaque composant de l'odeur. Des situations telles que des champs de bataille, des immeubles de grande hauteur ou des artères obstruées.

5. Plus de demandes médicales

À l'heure actuelle, de nombreux capteurs liés à la santé sont principalement utilisés dans les domaines du divertissement et du style de vie, et leurs fonctions ne peuvent pas répondre aux exigences de la note médicale. À l'avenir, davantage de capteurs de qualité médicale passeront une approbation réglementaire stricte et réaliseront des applications médicales.

Avec la miniaturisation des systèmes de laboratoire, le développement des technologies émergentes pour la perception biohazard sera accélérée, et les capteurs ultrasoniques deviendront de véritables appareils de qualité médicale plutôt que de simples utilisations de vie et de divertissement. Les tests médicaux seront plus faciles. Un instrument de test peut analyser plus de substances et réduire la nécessité de tester des échantillons. Par exemple, les tests de santé peuvent être effectués à travers des fluides corporels tels que la transpiration et les larmes.

Les pilules avalables sont une application de la miniaturisation des systèmes de laboratoire. Par exemple, de nombreuses startups de technologie de santé ont utilisé des capteurs pour remplacer l'endoscopie traditionnelle afin de réduire la douleur du patient. Il existe également des pilules avalables ou implantables développées par des entreprises technologiques qui peuvent être administrées en permanence dans le corps pendant longtemps, ce qui facilite le traitement quotidien des patients.

6. Plus d'économie d'énergie

Actuellement, la plupart des capteurs à ultrasons ne sont pas très économes en énergie car ils sont toujours allumés. À l'avenir, les capteurs deviendront plus intelligents et entraînés par des conditions spécifiques, et ne peuvent être activés que lorsqu'une certaine condition est atteinte, et lorsqu'elles sont en mode veille, il n'y a presque pas de consommation d'énergie.

De plus, le capteur à ultrasons peut également obtenir de l'énergie de l'environnement environnant pour obtenir un fonctionnement plus long. Par exemple, l'exercice, la pression, la lumière ou la différence entre la chaleur du corps du patient et l'air environnant peuvent être la source d'énergie du capteur.

7. Plus respectueux de l'environnement

À l'avenir, les capteurs à ultrasons respectueux de l'environnement et biodégradables deviendront de plus en plus populaires. Par exemple, le capteur à ultrasons peut être une batterie papier à base de bactéries et dégradable. Ce capteur à ultrasons peut être utilisé dans des domaines tels que la gestion des terres agricoles, la surveillance environnementale, la surveillance de la circulation alimentaire ou les tests médicaux sans polluer l'environnement.

8. Une complexité plus élevée et une meilleure compatibilité

En coordonnant le travail, lecapteur de transducteur à ultrasonsgagnera une complexité supplémentaire. Les grappes de capteurs peuvent mieux coordonner le travail entre les capteurs et déterminer le contenu et la localisation du travail via un système d'apprentissage autonome. En plus, l'adoption de diverses nouvelles technologies rendra également le capteur à ultrasons plus diversifié. Par exemple, grâce à la technologie laser, le capteur à ultrasons peut identifier la composition du matériau à travers le spectre unique du matériau; Le capteur de temps de vol peut mesurer la distance entre deux objets à travers des impulsions de lumière infrarouge; Fabriqué en matériaux PZT tels que les cristaux piézores, la céramique spéciale, les os, l'ADN, les protéines, etc. Les capteurs piézo-piétiques peuvent mieux répondre à la pression externe et à la chaleur latente.

À l'avenir, les progrès de diverses sciences de base favoriseront davantage l'évolution rapide de la technologie des capteurs. Le capteur à ultrasons deviendra plus miniaturisé et convivial, et l'interaction humaine-ordinateur sera plus amicale; En même temps, ils deviendront plus invisibles et moins visibles. Comme le capteur à ultrasons est plus profondément intégré dans notre vie quotidienne, ainsi que l'intégration avec de nouvelles technologies telles que l'IA, dans le monde interconnecté et automatisé, le capteur ultrasonique améliorera notre vie.