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萬億傳感器革命 提升社會公共服務

2021-11-17
來源:21ic中國電子網

  2013年,傳感器受到全社會新的關注,許多國家開始提出“萬億傳感器”的口號。

  1美國:首先提出“萬億傳感器革命”

  “萬億傳感器革命”這一說法,最初出現在美國的產學聯(lián)合會議“萬億傳感器峰會(TSensorsSummit)”上。

  該會議由仙童半導體公司副總裁 Janusz Bryzek、加州大學圣地亞哥分校工學院院長 Albert P. Pisano 等共同主持。支持并參加該會議的有來自 ICT(信息通信技術)、零部件(半導體、電子部件)行業(yè),以及大學和研究機構的眾多著名企業(yè)和組織。

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  會議提出“萬億個傳感器覆蓋地球(TrillionSensorsUniverse)”計劃,旨在推動社會基礎設施公共服務中每年使用1萬億個傳感器,如圖1所示。1萬億,這個數字相當于目前全球傳感器市場需求的100倍。可以預見,不久的將來,我們身邊將到處布滿傳感器。

  仙童半導體稱,10年后,傳感器數量將突破1萬億個;再過10年,會達到數10萬億個。

  2日本:啟動多項“傳感器”大規(guī)模應用計劃

  社會基礎設施老化、老齡人口增加,再加上資源與糧食的不足……日本未來需要應對的社會公共服務問題很多。2013年4月,日本經濟產業(yè)省啟動了“傳感器技術在社會公共服務中的應用開發(fā)項目”,項目內容涉及對建造使用10年以上的橋梁及道路等進行維護管理、改善農作物栽培環(huán)境、通過測量人類體征信息及時發(fā)現疾病等。

  2013年7月,日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)公布了該項目委托研究機構。其中,社會以及工業(yè)基礎設施領域由日本納米光電工學推進機構、NEC、日本首都高速道路技術中心牽頭;農業(yè)領域由日本產業(yè)技術綜合研究所、松下等牽頭;醫(yī)療健康領域則由日本NMEMS技術研究機構負責,并計劃2014年4月成立專門項目組,通過計算機解析來自傳感器采集的大量數據。

  2013年6月14日,日本內閣會議通過了日本未來IT戰(zhàn)略《打造全世界最先進的IT國家宣言》,宣言提出“2020年度前利用傳感器對日本20%的重要基礎設施及老化基礎設施進行檢測和維修”、“對醫(yī)療護理及生活救助服務的相關傳感器技術及機器人技術等進行開發(fā)驗證與商用化”等目標。

  3未來社會基礎設施的核心為傳感器與執(zhí)行器

  廣義上的社會基礎設施具體包括:

  大樓、住宅、橋梁、水壩等建筑的管理及安全保障;

  鐵路、船舶、飛機及汽車等交通工具的安全保障;

  人類健康管理及老齡人口護理;

  提高農業(yè)及畜牧等第一產業(yè)的效率;

  能源相關基礎設施的維護等。

  圖2中的藍色物體為日本富士電機的振動傳感器,左下是安裝這一傳感器的該公司大樓;中間的社會公共服務元件是日本豐橋技術科學大學的土壤養(yǎng)分傳感器,箭頭對應的是安裝這一傳感器的農田;右邊的社會公共服務元件為德國不來梅大學(UniversityofBremen)可對人體神經等產生作用的電極,箭頭對應的為日本羅姆公司用近紅外線圖像傳感器拍攝的人的手指。

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  圖2利用傳感器、大數據等解決社會公共服務問題

  不管是哪個領域,未來的系統(tǒng)構成大體上相同。首先,要在作為對象的基礎設施上安裝用網絡聯(lián)接起來的無數個傳感器,用來收集關于基礎設施狀態(tài)的數據。然后根據采集到的數據,評估基礎設施的使用狀態(tài),并在必要的情況下發(fā)出警報,或是進行恰當的調控。比如,監(jiān)控橋梁及建筑時,利用光纖傳感器及加速度傳感器來采集建筑的數據,并運用數理統(tǒng)計方法來解析是否存在異常,如果有問題就發(fā)出警報。

  這樣的系統(tǒng)被稱作傳感器網絡或物聯(lián)網。這一概念很早以前就有,但是并未得到真正普及。現在,因傳感器大規(guī)模應用,情況正在發(fā)生轉變。

  技術環(huán)境的不斷完善,也將加速傳感器的使用。智能手機因配置了加速度傳感器及無線通信模塊,而變得非常易于使用。通信技術方面,除了WLAN、藍牙之外,還有一些國家規(guī)劃出920MHz波段等,無線通信方式的選擇越來越多。數據分析技術也因為大數據的用途增加而快速發(fā)展。

  同時,隨著“開放數據”管理辦法上的成熟,開放數據與傳感器數據想結合分析,將賦予解析結果更多附加值。開放數據是指氣象數據、城市基礎數據、人口動態(tài)等。云計算匯集傳感器采集的數據,與開放數據進行結合比照,經過大數據技術進行解析之后,可提升各項分析的精準度。

  可以說,社會基礎設施、社會公共服務之中,傳感器系統(tǒng)將因其廣泛的感應與強大的計算能力,而被大規(guī)模采用。




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