13.11.2019
Сенсорика — одна из 14 сквозных технологий НТИ. О том, что такое сенсоры, когда они появились и какое будущее ждет сенсорику, мы расскажем сегодня в рубрике «Технологические фронтиры».
Что такое сенсоры? Это средства распознавания и взаимодействия техники с реальным миром. Их задача — преобразовать некую величину, которую они контролируют (давление, температуру, напряжение и т.п) в сигнал, удобный для передачи и обработки информации о состоянии объекта измерений. Сенсоры окружают нас повсюду — благодаря им включаются экран смартфона, свет в холодильнике, плита на кухне. Не обойтись без сенсоров в промышленности, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях.
Чем сенсоры отличаются от датчиков? В русском языке это одно и то же, но когда речь идет об устройствах, реагирующих на прикосновения человека, а также о бесконтактных измерениях, обычно используется слово «сенсор».
Когда появились первые датчики? Первым рыночным датчиком можно считать термостат, изобретенный в 1883 году Уорреном Джонсоном. Позже он основал компанию Johnson Controls, которая занималась разработкой и производством автоэлектроники.
Актуальность датчиков особенно повысилась с развитием робототехники. Сенсоры роботов — сложная система различных датчиков, которые частично имитируют функции человеческих органов чувств, прежде всего зрения, осязания и слуха. Еще одна актуальная задача — определение ориентации и местоположения объектов в пространстве, будь то роботы на производстве или в быту, люди или транспорт. Органы человека функционируют на основе принципа нейронной активности, а сенсоры роботов имеют, как правило, электрическую природу.
С помощью сенсоров роботы получают информацию о себе и физическом окружении. Современные сенсорные системы способны распознавать с высокой точностью множество различных величин — расстояние, ускорение, силу, момент, линейные и угловые перемещения, температуру, силу тока, напряжения, интенсивности света и звука, магнитных полей, содержания химических веществ в жидкостях и газах и так далее, что позволяет проводить различные операции точнее и быстрее человека.
Все датчики работают на разных физических принципах. Например, определить, сколько метров до объекта беспилотной машине помогают лидары (сканирующие лазерные дальномеры), но также есть сонары, инфракрасные дальномеры, ToF-камеры и радары — все эти устройства используют излучения различных длин волн, и у каждого из них есть свои ограничения. Поэтому для надежной работы в реальном мире используется совокупность различных решений, дополняющих друг друга.
Самая распространенная технология — лидары — стала золотым стандартом для робомобилей. Она работает так: излученный лазерный луч отражается от объекта (препятствия) и возвращается обратно в приемник. Скорость света известна, а измеренное время в пути туда и обратно дает точную оценку расстояния. Но и тут есть вызовы: пока эта технология довольно сложная и дорогостоящая, а альтернативные решения на базе радаров и ToF-камер значительно улучшили свои характеристики, и стоимость их снижается.
История показывает, что в развитии сенсоров случаются скачки, причем порой технологии из одной отрасли неожиданно перетекают в другую. Например, раньше использовались большие и дорогие механические или лазерные акселерометры и гироскопы, но теперь в большинстве решений их заменяют микроэлектромеханическими (МЭМС) системами.
Технологиями сенсорики в рамках НТИ занимается Центр компетенций на базе НИУ «Московский институт электронной техники». Среди его разработок — бортовая цифровая сенсорная система неконтактного мониторинга состояния водителя. Радиолокационный измеритель, встроенный в рабочее место водителя или оператора машины, считывает и анализирует по специальным алгоритмам сердечный ритм человека и может подать сигнал системе, если что-то идет не так. Еще один проект — сенсорная система мониторинга состояния пациента. Ее можно интегрировать с различными реанимационными устройствами. Такая система сможет в непрерывном режиме собирать и обрабатывать информацию о состоянии пациента — как в стационаре, так и при транспортировке — и обеспечивать оперативное реагирование со стороны медицинского персонала или оборудования.
Подробнее узнать о проектах Центра компетенций НТИ можно по ссылке: https://www.rvc.ru/eco/overcoming_technological_barriers/competence_centers_nti/144110/
С 5 по 7 декабря в Сочи пройдет форум «Глобальное технологическое лидерство», посвященный внедрению передовых сквозных технологий в высокотехнологичных отраслях и развитию инновационной экосистемы государства.
Подробнее о форуме: https://techleaders.ru/
Смотреть на Facebook
Что такое сенсоры? Это средства распознавания и взаимодействия техники с реальным миром. Их задача — преобразовать некую величину, которую они контролируют (давление, температуру, напряжение и т.п) в сигнал, удобный для передачи и обработки информации о состоянии объекта измерений. Сенсоры окружают нас повсюду — благодаря им включаются экран смартфона, свет в холодильнике, плита на кухне. Не обойтись без сенсоров в промышленности, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях.
Чем сенсоры отличаются от датчиков? В русском языке это одно и то же, но когда речь идет об устройствах, реагирующих на прикосновения человека, а также о бесконтактных измерениях, обычно используется слово «сенсор».
Когда появились первые датчики? Первым рыночным датчиком можно считать термостат, изобретенный в 1883 году Уорреном Джонсоном. Позже он основал компанию Johnson Controls, которая занималась разработкой и производством автоэлектроники.
Актуальность датчиков особенно повысилась с развитием робототехники. Сенсоры роботов — сложная система различных датчиков, которые частично имитируют функции человеческих органов чувств, прежде всего зрения, осязания и слуха. Еще одна актуальная задача — определение ориентации и местоположения объектов в пространстве, будь то роботы на производстве или в быту, люди или транспорт. Органы человека функционируют на основе принципа нейронной активности, а сенсоры роботов имеют, как правило, электрическую природу.
С помощью сенсоров роботы получают информацию о себе и физическом окружении. Современные сенсорные системы способны распознавать с высокой точностью множество различных величин — расстояние, ускорение, силу, момент, линейные и угловые перемещения, температуру, силу тока, напряжения, интенсивности света и звука, магнитных полей, содержания химических веществ в жидкостях и газах и так далее, что позволяет проводить различные операции точнее и быстрее человека.
Все датчики работают на разных физических принципах. Например, определить, сколько метров до объекта беспилотной машине помогают лидары (сканирующие лазерные дальномеры), но также есть сонары, инфракрасные дальномеры, ToF-камеры и радары — все эти устройства используют излучения различных длин волн, и у каждого из них есть свои ограничения. Поэтому для надежной работы в реальном мире используется совокупность различных решений, дополняющих друг друга.
Самая распространенная технология — лидары — стала золотым стандартом для робомобилей. Она работает так: излученный лазерный луч отражается от объекта (препятствия) и возвращается обратно в приемник. Скорость света известна, а измеренное время в пути туда и обратно дает точную оценку расстояния. Но и тут есть вызовы: пока эта технология довольно сложная и дорогостоящая, а альтернативные решения на базе радаров и ToF-камер значительно улучшили свои характеристики, и стоимость их снижается.
История показывает, что в развитии сенсоров случаются скачки, причем порой технологии из одной отрасли неожиданно перетекают в другую. Например, раньше использовались большие и дорогие механические или лазерные акселерометры и гироскопы, но теперь в большинстве решений их заменяют микроэлектромеханическими (МЭМС) системами.
Технологиями сенсорики в рамках НТИ занимается Центр компетенций на базе НИУ «Московский институт электронной техники». Среди его разработок — бортовая цифровая сенсорная система неконтактного мониторинга состояния водителя. Радиолокационный измеритель, встроенный в рабочее место водителя или оператора машины, считывает и анализирует по специальным алгоритмам сердечный ритм человека и может подать сигнал системе, если что-то идет не так. Еще один проект — сенсорная система мониторинга состояния пациента. Ее можно интегрировать с различными реанимационными устройствами. Такая система сможет в непрерывном режиме собирать и обрабатывать информацию о состоянии пациента — как в стационаре, так и при транспортировке — и обеспечивать оперативное реагирование со стороны медицинского персонала или оборудования.
Подробнее узнать о проектах Центра компетенций НТИ можно по ссылке: https://www.rvc.ru/eco/overcoming_technological_barriers/competence_centers_nti/144110/
С 5 по 7 декабря в Сочи пройдет форум «Глобальное технологическое лидерство», посвященный внедрению передовых сквозных технологий в высокотехнологичных отраслях и развитию инновационной экосистемы государства.
Подробнее о форуме: https://techleaders.ru/
