- 科學家發明新型機械傳感器：靠聲音驅動，可以節省數百萬節電池【附智能傳感器行業技術賽道觀察圖譜】
- 來源：前瞻網 發表于 2024/1/31
瞻觀前沿
新型機械傳感器的發明將為監控基礎設施和醫療設備帶來革命性的變化。傳統的傳感器需要持續供電，通常使用電池，而電池耗盡后需要立即更換，造成了巨大的浪費問題。根據歐盟的一項研究，到2025年，每天將有7800萬塊電池最終被丟棄。
然而，由Marc Serra-Garcia和ETH地球物理學教授Johan Robertsson領導的研究人員開發的新型機械傳感器現在可以解決這一問題。這種傳感器純粹機械工作，不需要外部能源，它利用聲波中包含的振動能量。每當說出某個單詞或產生特定的音調或噪音時，發出的聲波會導致傳感器振動，產生微小的電脈沖，從而打開已關閉的電子設備。目前，其創造者已為其發明申請了專利，并在《先進功能材料》雜志上介紹了其原理。
這種傳感器甚至能夠區分口語單詞，如“三”和“四”。由于“四”具有更多與傳感器共振的聲能，它會導致傳感器振動，而“三”則不會。這意味著“四”這個詞可以打開設備或觸發進一步的進程。“三”不會發生任何事情。較新的傳感器版本應該能夠區分多達十二個不同的單詞。
新型機械傳感器的發明將為環境和資源節約帶來巨大的影響。通過消除對電池的依賴，可以減少大量的廢棄物，并為監控基礎設施和醫療設備節省大量成本。
聲音傳感器的原型比較大。圖片來源：Astrid Robertsson / 蘇黎世聯邦理工學院）
技術價值觀察
智能傳感器是物聯網技術的最底層和最前沿，對物聯網產業發展有著十分重要的意義。從產業鏈來看，智能傳感器上游主要為設計、原材料以生產設備供應;中游為智能傳感器器件加工制造與封裝測試;下游是終端產品制造，其中以消費電子、工業控制、汽車電子、醫療電子等應用領域為主。
新型機械傳感器就是所謂的超材料，其特殊屬性來自其結構而不是所使用的材料。它純粹由硅樹脂組成，不含有毒重金屬或任何稀土，與傳統電子傳感器不同。該新型機械傳感器處于智能傳感器產業鏈上游環節。
宏觀市場觀察
智能傳感器主要應用場景包括智能手機、智能穿戴、智能汽車等。
根據國家標準GB/T 33905.3-2017對智能傳感器的定義：智能傳感器是具有與外部系統雙向通信手段，用于發送測量、狀態信息，接收和處理外部命令的傳感器。
智能傳感器是包含信息處理裝置的傳感器，傳感器是智能傳感器必不可少的組成部分。智能傳感器主要應用場景包括智能手機、智能穿戴、智能汽車、智慧工業、智能家居等。
智能傳感器行業上市公司智能傳感器業務業績對比
2021年，我國智能傳感器行業的上市公司中，傳感器相關業務最高是歌爾股份，其精密零組件營業收入為138.4億元，其次是高德紅外，公司紅外熱成像儀及綜合光電系統營業收入為26.15億元。
智能傳感器行業發展前景預測
根據SDI發布的《2022年中國智能傳感器十大園區報告》，中國智能傳感器市場規模在近幾年持續增長。從2019年的783.9億元上升至2021年的1020.4億元，2022年預計將達1191.8億元，2023年預計將達1425.4億元。政策的出臺進一步明確了智能傳感器產業發展的方向和路徑。智能傳感器作為物聯網整個構架體系的核心，具有廣闊的前景，預計到2028年，中國智能傳感器市場規模有望達到2400億元，年均復合增長率約為14%。
中國智能傳感器技術賽道熱力圖
根據前瞻產業熱力圖顯示，目前智能傳感器關鍵技術強相關的城市集群主要集中在西北、長三角和粵港澳大灣區，尤其是廣東省成為重點發展區域。這些城市群已投入大量政策、資金、環境和人才資源用于智能傳感器研發，成為潛在的智能傳感器技術發展中心。根據熱力圖的分布，粵港澳大灣區有極大的可能性成為智能傳感器技術的先導區域。重點關注廣東省深圳市龍華區、廣東省深圳市寶安區、陜西省西安市雁塔區等地的相關企業，以及這些地方對智能傳感器產業發展的投資環境和潛力市場。
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