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柔性传感器崛起,“智能感知”时代来了

柔性传感器崛起,“智能感知”时代来了 中富招商
2022-11-10
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智能感知时代新引擎


柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性,可以自由弯曲甚至折叠,由于材料和结构灵活,柔性传感器可以根据应用场景任意布置,能够方便地对被测量单位进行检测。

所谓柔性,是与刚性相对而言的。柔性传感器采用了柔性基板,说是基板,其实是一种薄膜,通常采用聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料制成。

从刚性到柔性的突破,极大拓展了传感器的应用场景。

不仅是游戏领域中的智能穿戴设备,还有医疗大健康领域的电子皮肤、疾病诊断设备、健康监测设备、智能颈枕、智能按摩设备,消费领域的智能手环、元宇宙手套,智能家居领域的智能床垫,甚至是马斯克提出的脑机接口


部分柔性传感器


短跑明星苏炳添曾在《中国科学:信息科学》上发表了一篇名为《科学训练辅助:柔性可穿戴传感器运动检测应用》的论文,综述了近年来柔性电子、光电可穿戴传感器的最新研究进展,为制定更精准、可量化的科学训练方法与理论提供了支持。可以看出体育运动界对柔性传感器的巨大需求。当然,这只是冰山一角。


用于体育运动监测的多种传感器 来源:苏炳添论文


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相关企业


据相关机构预测,2021年~2028年全球柔性传感器市场的年复合增长率达6.8%,预计2028年可达84.7亿美元


另据弗若斯特沙利文预测,2019年~2025年,全球柔性电子市场的年复合增长率达到惊人的144.71%,2025年末市场规模可达3049.4亿美元



通过天眼查数据,目前国内大概有超过4000家企业拥有柔性传感器的产品和专利技术。不过虽然落地产品多,但柔性传感器还处于发展初期,在材料、技术及产业链上分别面临着不小挑战。


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未来三趋势


第一个趋势在医疗健康领域。由于柔性传感器与医疗健康设备的天然适配,在该领域前景非常可观,目前概念及试点产品包括电子纹身、智能绷带、智能衣物等。


其中,常见的产品包括智能创可贴、智能绷带、柔性血氧计等。以智能创可贴为例,区别于普通的创可贴,智能创可贴将柔性传感器、药物和医用胶带融合在一起,可以通过检测患者伤口部位的pH值,判断伤口的愈合程度以及发炎情况,避免发生感染。


更贴近人身体的还有电子纹身(E-tattoo),其轻薄、柔软的特性使其能够良好贴合人体皮肤,捕捉生物信号,传感人类的生命体征。人体是一种模拟生物信号系统,而机器和电子世界则是数字的。因此若想实现人机交互,人需要“数字化”,“电子纹身”被认为是人类“数字化”的有效途径之一。


除了对专业性要求较高的医疗,在消费端的健康监测也有普适性产品,柔性传感器在服装领域有智能衣物的相关涉及,旨在让可穿戴设备无感化。目前,已经有研究将纤维和柔性传感器编制在一起,这种实现方式是以纺织品作为基底,采用不同方式与传感材料或元件结合,制成的适应各类可穿戴设备需求的柔性传感器件。


据相关人士分析,从当前的市场前沿来看,功能性服饰和运动类服饰将会是柔性传感器率先突破的两大市场,比如针对沙漠等恶劣环境工作人员穿着的智能服装,温湿度传感器不仅能够检测工作人员的生命特征,也能对外部环境进行监测,利于工作人员随时掌握自身的健康状况及环境情况。


第二个趋势在机器人领域。旨在为机器人加上电子皮肤(E-skin),让机器人拥有人类的感知力。通过柔性压力、温度等传感器,让软机器人拥有类似于人类皮肤的敏感性,赋予其生动的触觉、视觉、听觉、味觉和嗅觉等感知能力。


电子皮肤是不少学院及企业的重点研究方向。目前已有不少相关研究发表,比如现任德克萨斯大学奥斯汀分校(UT-Austin)的教授鲁南姝,发明了一种新型的混合响应电子皮肤,拓宽传感器的压力工作范围,并保持触觉灵敏度。


而在企业端,能斯达则表明正积极布局机器人产业。在汉威科技二季度财报发布之际,其发言人表示“未来的拟人化和仿生化机器人会需要感知除了声音、光线之外的更多东西,比如通过电子皮肤实现触觉和力反馈,通过气体传感器实现电子鼻等等。因此在触觉、温度、力反馈等方面都是柔性传感器的应用场景。”


据了解,受关注较多的“人形机器人”,在未来将会大量运用柔性电子技术,包含柔性电子皮肤、柔性触觉传感器、柔性弯曲和应变传感器。



第三个趋势在VR设备+元宇宙领域。目前,不少柔性智能传感器产品已能够提供虚拟交互体验的数据连接服务,可应用于多种虚拟现实场景,例如:触觉的力度感知与反馈、空间定位、动作、运动状态等识别与反馈,以及穿戴式设备的人体运动健康识别与反馈,建立虚拟人物的真实性等方面,并且还可以为人机交互技术领域的触觉设备(例如元宇宙手套等)实现触感体验提供技术支持。

END



| 来源:汉威科技集团,物联传媒
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【声明】内容源于网络
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中富招商为中富投资集团六大业务板块之一,公司定位于全力为政府招好商服务,致力于打造“科技+产业+资本+招商”四位一体的产业建设和招商综合服务平台,助力地方快速搭建产业链架构,并快速形成产业规模,最终达成助力地方产业升级与高质量发展。
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