http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 11:18:12 來源:上海證券報
2008年IBM率先提出“智慧城市”概念,指出建設智慧地球需要三個步驟。其中,第一步就是傳感器的應用——即將各種創新的感應科技嵌入物體和設施中,從而令物質世界極大程度數據化。
我國首部《中國傳感器產業發展白皮書(2014)》顯示,2009-2013年,國內傳感器市場年均增長速度超過20%。據預測,未來5年我國傳感器市場將穩步快速發展,平均銷售增長率將達到30%以上。
10個身高36CM,體重1.5KG,身穿紅色啦啦隊服、會跳舞的機器人啦啦隊員,憑借最新的反向鍾擺控製技術、超聲波位置測量技術及群控技術,隨著音樂舞動,“看似要倒卻不會倒”、“看似要撞卻不會撞”,還能整齊劃一地擺出12種列隊造型;最新發布的蘋果Apple Watch內置了陀螺儀和加速度計等傳感器來追蹤佩戴者的動作,從而獲得更加全麵的體征數據;剛剛結束的2015中國家電博覽會上,家電巨頭也通過內置傳感器來實現家電的智能化……
李克強總理在今年的政府工作報告中指出,要製定“互聯網+”行動計劃,推動移動互聯網、雲計算、大數據、物(wu)聯(lian)網(wang)等(deng)與(yu)現(xian)代(dai)製(zhi)造(zao)業(ye)結(jie)合(he)。而(er)作(zuo)為(wei)物(wu)聯(lian)網(wang)的(de)基(ji)礎(chu)要(yao)素(su),傳(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)和(he)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)首(shou)要(yao)環(huan)節(jie)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)存(cun)在(zai)和(he)發(fa)展(zhan),讓(rang)物(wu)體(ti)有(you)了(le)觸(chu)覺(jiao)、味覺和嗅覺,好似有了眼睛、舌頭和嘴巴等感覺器官,並通過互聯互通和數據的搜集得以活化,以之為基礎產生的大數據分析更使未來的智能決策成為可能。
就目前而言,加速度傳感器、陀螺儀傳感器、重力感應器、光電傳感器已經廣泛應用於智能手機、可穿戴設備以及汽車、醫療等方方麵麵。毫無疑問,從簡單到複雜,連接器的發展及應用擴展正日趨加速,並將更廣泛地改變我們的生活。
機器人新技術亮相中國
今年的政府工作報告在“推動產業結構邁向中高端”部分中提出,新興產業和新興業態是競爭高地。要實施高端裝備、信息網絡、集成電路、新能源、新材料、生物醫藥、等重大項目,把一批新興產業培育成主導產業。製定“互聯網+”行動計劃,推動移動互聯網、雲計算、大數據、物聯網等與現代製造業結合。
shishishang,baokuochuanganqizaineidewulianwangjishuyijingchengweigedatongxinjishugongsijiadabujudefangxiang,jinguanputongxiaofeizhehennanjiechudao,danyiwukongburudishenrudaowomenyuelaiyuezhinengdeshenghuozhizhong。erzuoweiwulianwangdejichuchanye,chuanganqidejishushuipinggengzhijieyingxianglewulianwangyingyongpujideguanjianyinsu。
正如我們開篇所介紹的,這是村田製作所(以下簡稱“村田”)啦la啦la隊dui在zai中zhong國guo的de首shou次ci亮liang相xiang。作zuo為wei村cun田tian第di四si代dai機ji器qi人ren,其qi不bu同tong於yu前qian幾ji代dai的de最zui大da特te征zheng是shi不bu再zai使shi用yong車che輪lun協xie助zhu移yi動dong,而er是shi站zhan在zai圓yuan球qiu上shang,並bing且qie能neng在zai圓yuan球qiu移yi動dong時shi保bao持chi平ping衡heng。
早在1991年,村田第一代機器人村田頑童誕生,之後,村田又分別在2005年研發出了第二代機器人村田頑童,2008年研發出了第三代機器人村田婉童。村田(中國)投tou資zi有you限xian公gong司si總zong裁cai丸wan山shan英ying毅yi坦tan言yan,他ta經jing常chang被bei問wen到dao,這zhe些xie機ji器qi人ren對dui外wai銷xiao售shou嗎ma?哪na裏li可ke以yi買mai到dao。可ke遺yi憾han的de是shi,這zhe些xie機ji器qi人ren隻zhi是shi作zuo為wei其qi產chan品pin和he最zui新xin技ji術shu的de展zhan示shi,並bing不bu會hui在zai終zhong端duan銷xiao售shou,“給多少錢都不能賣”。
而此次的設計和功能展示之所以不同,主要歸功於最新的反向鍾擺控製技術、超聲波位置測量技術及群控技術。而這些技術正是物聯網IOT的主要技術組成之一,在改變我們生活的智能化應用場景中比比皆是。
運用反向鍾擺控製技術,村田啦啦隊便可以做到“看似要倒卻不會倒”。在每個啦啦隊隊員的內部都配有3個陀螺儀傳感器,它們可以敏銳地捕捉到相應隊員身體的傾斜方向,及時提醒隊員們朝正確的方向移動。
據村田(中國)投資有限公司銷售市場部總監丸山豪介紹,靠支撐啦啦隊員的小球的轉動,啦啦隊可以360度移動;此前的婉童和頑童使用相機來探測他們的位置,而啦啦隊則是靠超聲波傳感器來定位,因此即使是在黑暗的空間內也可以準確地移動;此外,超聲波傳感器、麥克和紅外線傳感器可以接收信號,所以能“實時”“準確”得把握所在位置,原理在於通過接受這兩種信號的時間差,測算出位置。
在生活中,陀螺儀傳感器的應用也並不少見。該技術已被廣泛應用於手機、數碼相機的防手抖功能,同時也可以應用於汽車導航係統、防滑裝置等領域,今後在汽車電子領域更將是不可或缺的技術。
此外,超聲波位置測量技術可以使村田啦啦隊做到“看似要撞卻不會撞”。每個啦啦隊隊員都配有5個超聲波麥克、4個紅外線傳感器及通信模塊。通過接收舞台外側兩台發信機發出的超聲波和紅外線,實時、zhunquedibawosuozaideweizhi,tongshitongguotongxinmokuaibacesuanhaodedingweixinxishishichuanshugeikongzhixitong,zheyangbiankeyishimeiyigelaladuiduiyuandouanzhaokongzhixitongfachudezhilingxingdong。juxianchanggongchengshijieshao,cijishuzaishenghuozhongkeyingyongzaiGPS信號無法覆蓋的商業大樓內,以此來確定建築內物體的位置,日後還可能應用在醫療健康等方麵。
群控技術可以使村田啦啦隊整齊劃一的擺出12種列隊造型。該項技術是村田與京都大學的研究員們共同研發而成,可以使啦啦隊隊員之間整齊、高效、美觀的完成各個動作指令。丸山豪介紹說,未來群控技術可以在高層建築物電梯的運行、jiaotongguanzhixitongzhongdenglingyudedaoyingyong。tongshi,gaixiangjishudetupo,shideweilaitongyizhihuijiuzaijiqirenzaijiduanhuanjingxiagengyouxiaolvdijinxingjiuyuanchengweikeneng。yanfarenyuanyeqidaijinhougaijishukeyiyingyongdao,qichedianzi、自動駕駛等眾多領域。
不僅如此,在編排隊形的時候,設計者還在每個機器人身上貼上了RFID標簽,如果一台機器人出現故障,會啟用後補選手,將故障機器人的RFID標簽信息交換,就又可以進行表演了。
多款新應用正改變生活
格哈德·鮑姆在《作為下一次工業革命基礎的創新》一文中指出,技術創新是物體能夠感知周圍環境和部署區域,並相互交換數據的基礎。例如,現代汽車通過攝像、雷達和激光等傳感技術來感知200米mi範fan圍wei內nei的de周zhou邊bian環huan境jing,這zhe些xie傳chuan感gan設she備bei還hai可ke以yi互hu相xiang通tong信xin。把ba數shu據ju流liu融rong合he在zai一yi起qi,通tong過guo模mo式shi識shi別bie軟ruan件jian的de處chu理li,可ke以yi區qu分fen和he汽qi車che相xiang關guan的de周zhou圍wei環huan境jing。汽qi車che之zhi間jian附fu加jia的de相xiang互hu通tong信xin以yi及ji它ta們men與yu在zai雲yun端duan的de後hou端duan係xi統tong之zhi間jian的de通tong信xin再zai次ci顯xian著zhu擴kuo大da了le數shu據ju和he信xin息xi流liu的de範fan圍wei,感gan知zhi區qu域yu的de半ban徑jing和he信xin息xi量liang也ye都dou得de到dao了le增zeng加jia。
正如我們所看到的,村田的機器人隻是目前IOT所用到的各種傳感器技術的一個縮影。我們廣為熟知的智能手機、智能眼鏡等可穿戴設備、智能醫療乃至智能家居的種種應用場景,都是建立在對傳感器運用的基礎上的。
此前蘋果iPhone 5S推出指紋識別技術,一度引發眾多手機廠商的效仿,其仰仗的就是其所收購的傳感器廠商AuthenTec的技術方案。這項耗資3.56億美元的巨資收購,使蘋果獲得了可用於NFC移動支付業務的指紋傳感器專利。而這款手機的上市,更引發了三星、華為眾多智能手機爭先植入指紋識別傳感器。
日前的世界移動通信大會(MWC)上,美國人機界麵解決方案供應商Synaptics更推出了全新解決方案,使得觸控指紋傳感器小到僅為4mm x 10mm,可以實現智能手機側邊式指紋識別。
不隻是iPhone ,剛剛推出的Apple Watch也ye內nei置zhi了le多duo種zhong傳chuan感gan器qi,包bao括kuo了le心xin率lv傳chuan感gan器qi等deng,這zhe些xie傳chuan感gan器qi可ke以yi幫bang助zhu用yong戶hu輔fu助zhu記ji錄lu運yun動dong數shu據ju,並bing實shi時shi提ti醒xing用yong戶hu何he時shi該gai運yun動dong。有you券quan商shang報bao告gao曾zeng預yu計ji,iWatch裏可能整合超過10種傳感器以用於追蹤健康和運動數據。
其中,加速度傳感器似乎已經成為智能手機的標配,iWatchjiangshiyongjiasuduchuanganqiceliangshentiyundong,bingqiekeyijiluyonghubushuyijishuimianxiguan。tuoluoyiyeshiyikuanbukequeshaodezujian,keyizhencezhuandong。tuoluoyihuodedeshujukeyiyuduanlianluojisuanfaxianghuxiezuo。ciwai,tuoluoyihainengrangWatch“感知”用(yong)戶(hu),比(bi)如(ru)舉(ju)起(qi)手(shou)腕(wan)準(zhun)備(bei)看(kan)表(biao)時(shi),屏(ping)幕(mu)自(zi)動(dong)亮(liang)起(qi)。而(er)據(ju)外(wai)媒(mei)披(pi)露(lu)的(de)信(xin)息(xi),更(geng)有(you)一(yi)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)因(yin)為(wei)沒(mei)有(you)能(neng)達(da)到(dao)蘋(ping)果(guo)的(de)要(yao)求(qiu)而(er)沒(mei)有(you)出(chu)現(xian)在(zai)首(shou)發(fa)功(gong)能(neng)陣(zhen)營(ying)中(zhong)。
除chu此ci之zhi外wai,穀gu歌ge自zi行xing研yan發fa的de無wu人ren駕jia駛shi汽qi車che也ye是shi仰yang仗zhang傳chuan感gan器qi和he軟ruan件jian來lai實shi現xian一yi切qie操cao作zuo。一yi個ge車che共gong配pei備bei四si個ge雷lei達da,其qi中zhong三san個ge設she置zhi在zai前qian保bao險xian杠gang,一yi個ge設she置zhi在zai後hou保bao險xian杠gang,負fu責ze測ce量liang各ge種zhong障zhang礙ai物wu的de距ju離li,並bing允yun許xu係xi統tong適shi時shi減jian緩huan車che速su。而er安an裝zhuang在zai車che頂ding旋xuan轉zhuan的de激ji光guang雷lei達da傳chuan感gan器qi,可ke掃sao描miao直zhi徑jing120米範圍內的區域,並建立一個動態的、三維地圖環境。此外為了定位,還有一個傳感器安裝在左後輪,通過車輪的運動等指標確定汽車在地圖上的位置。
傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)在(zai)中(zhong)國(guo)製(zhi)造(zao)業(ye)也(ye)並(bing)不(bu)陌(mo)生(sheng)。在(zai)剛(gang)剛(gang)結(jie)束(shu)的(de)中(zhong)國(guo)家(jia)電(dian)博(bo)覽(lan)會(hui)上(shang),方(fang)太(tai)通(tong)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)了(le)自(zi)動(dong)感(gan)應(ying)的(de)雲(yun)智(zhi)能(neng)廚(chu)電(dian)功(gong)能(neng)。而(er)據(ju)介(jie)紹(shao),早(zao)在(zai)上(shang)世(shi)紀(ji)90年代,方太就生產出第一台人工智能吸油煙機,同樣是使用了傳感器,並提供自動感應探測功能。
在如此廣泛的應用中,傳感器像是人類五官的延伸,又稱之為“電五官”。在德國提出的工業4.0概gai念nian中zhong,傳chuan感gan器qi也ye是shi實shi現xian其qi生sheng產chan智zhi能neng化hua的de必bi備bei元yuan素su。在zai現xian代dai工gong業ye生sheng產chan尤you其qi是shi自zi動dong化hua生sheng產chan過guo程cheng中zhong,要yao用yong各ge種zhong傳chuan感gan器qi來lai監jian視shi和he控kong製zhi生sheng產chan過guo程cheng中zhong的de各ge個ge參can數shu,使shi設she備bei工gong作zuo在zai正zheng常chang狀zhuang態tai或huo最zui佳jia狀zhuang態tai,並bing使shi產chan品pin達da到dao最zui好hao的de質zhi量liang。因yin此ci可ke以yi說shuo,沒mei有you眾zhong多duo的de優you良liang的de傳chuan感gan器qi,現xian代dai化hua生sheng產chan也ye就jiu失shi去qu了le基ji礎chu。而er我wo們men廣guang為wei熟shu知zhi的de物wu聯lian網wang(IOT:Internet Of Things)又可譯作傳感網,傳感器的重要性不言而喻。
市場前景與創富機會誘人
在2008年IBM率先提出的“智慧城市”概念中,建設智慧地球需要三個步驟。其第一步就是傳感器的應用——即將各種創新的感應科技嵌入物體和設施中,從而令物質世界極大程度數據化。隨後,隨著網絡的高度發達,人、數據和各種事物都將以不同方式聯入網絡。第三,先進的技術和超級計算機可以對這些堆積如山的數據進行整理、加工和分析,將生硬的數據轉化成實實在在的洞察,並幫助人們做出正確的行動決策。
此概念提出之後不久,奧巴馬就在美國工商業領袖舉行的“圓桌會議”上發表講話,認為“智慧地球”與克林頓的“信息高速公路”戰略同等重要,並把“智慧地球”上升為美國國家戰略,作為美國全球戰略的重要組成部分。他認為,“智慧地球”是刺激美國經濟全麵複蘇,振興美國經濟、確(que)立(li)未(wei)來(lai)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)的(de)關(guan)鍵(jian)所(suo)在(zai),將(jiang)帶(dai)動(dong)美(mei)國(guo)工(gong)業(ye)向(xiang)智(zhi)慧(hui)化(hua)飛(fei)躍(yue),為(wei)美(mei)國(guo)高(gao)附(fu)加(jia)值(zhi)產(chan)品(pin)向(xiang)全(quan)球(qiu)輸(shu)出(chu)提(ti)供(gong)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian),進(jin)一(yi)步(bu)強(qiang)化(hua)美(mei)國(guo)的(de)技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)及(ji)對(dui)全(quan)球(qiu)經(jing)濟(ji)和(he)政(zheng)治(zhi)的(de)掌(zhang)控(kong)。
被譽為中國版工業4.0的《中國製造業發展綱要(2015-2025)》也十分關注物聯網與傳統製造業的融合運用。此外,發布的《物聯網十二五規劃》中,在重點工程內容中也提到發展微型和智能傳感器、無線傳感器網絡等。
我國首部《中國傳感器產業發展白皮書(2014)》顯示,2009-2013年,國內傳感器市場年均增長速度超過20%,2014年市場規模有望超過860億元。據預測,未來5年我國傳感器市場將穩步快速發展,平均銷售增長率將達到30%以上。
放眼全球,英泰諾谘詢公司指出,2016年全球汽車傳感器規模可達419.7億歐元,占全球市場的22.8%;在信息通信行業中規模至2016年也可達421.6億歐元,占全球市場的22.9%,且有可能成為最大的單一應用市場。值得注意的是,未來幾年亞太地區市場份額將持續增長,預計2016年將提高至38.1%,北美和西歐市場份額將略有下降。
特別是在可穿戴設備市場,IHS預期,消費者對各類可穿戴設備的強勁需求,將讓應用在可穿戴設備中的傳感器出貨量激增,預計在2013至2019年間將成長數倍,從2013年的6700萬顆增長到2019年的4.66億顆。此外,由於每款可穿戴式設備中的傳感器數量不隻一顆,傳感器的種類、功能用途多種多樣,所以可穿戴傳感器的成長速度將會遠高於可穿戴設備。
更為重要的是,依托於傳感器的智能硬件將提供另一種“顛覆”的可能。
在出身於華為的方廣資本管理合夥人、CEO洪天峰看來,作為IOT的de三san個ge關guan鍵jian的de因yin素su,第di一yi要yao連lian接jie互hu聯lian網wang,第di二er要yao感gan知zhi,第di三san要yao智zhi能neng化hua,而er連lian接jie和he感gan知zhi的de能neng力li離li不bu開kai硬ying件jian做zuo支zhi撐cheng。也ye就jiu是shi說shuo,在zai萬wan物wu互hu聯lian時shi代dai,硬ying件jian除chu了le本ben身shen具ju有you的de功gong能neng外wai,還hai要yao有you連lian接jie和he感gan知zhi的de功gong能neng,把ba運yun營ying過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de數shu據ju送song到dao雲yun平ping台tai,經jing過guo大da數shu據ju、人工智能的處理後,硬件才會變得智能。
這種“連接+感知+智能化”shiderenheyigewutiheshebeidouhuijinrugaoduzhinengdezhuangtai。womenbatayongdaoshenmechangjingjiuhuidanshengxiangguanlingyudezhineng。biru,womenbatayongdaogongchang,jiushixianzairetandegongye4.0;用到城市管理,就是智慧城市;用在交通,就是智能交通;用在醫院,就是智能醫療;用在家庭,就是智能家居;用在個人身上,就是智能可穿戴設備。
洪天峰認為,它開放了一個嶄新的世界,不再像傳統PC互hu聯lian網wang和he移yi動dong互hu聯lian網wang一yi樣yang,大da家jia需xu要yao依yi附fu於yu企qi業ye巨ju頭tou生sheng存cun。它ta更geng像xiang是shi一yi個ge自zi成cheng一yi體ti的de體ti係xi,能neng夠gou駕jia馭yu它ta的de企qi業ye將jiang更geng有you機ji會hui擺bai脫tuo對dui手shou脫tuo穎ying而er出chu。