MEMS 傳感器開(kāi)辟了具有高精度、更高安全性和增強(qiáng)功能的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)。

微機(jī)電系統(tǒng) （MEMS） 是由電子和機(jī)械部件組成的微觀設(shè)備。許多最新的傳感器設(shè)計(jì)都利用 MEMS 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度和小型化，以實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)和創(chuàng)新。

電子工程師在設(shè)計(jì)中使用基于 MEMS 的傳感器時(shí)有哪些優(yōu)勢(shì)？以下是三個(gè)好處。

當(dāng)電子工程師開(kāi)發(fā)具有廣泛潛在用例的解決方案時(shí)，他們可能會(huì)獲得更多的市場(chǎng)吸引力和利益相關(guān)者的興趣。這包括使用先進(jìn)的傳感器與人工智能相結(jié)合來(lái)開(kāi)發(fā)新的用例。

一個(gè)例子是 Ainos Inc. 的 AI Nose，它包括來(lái)自 13 年研發(fā)的見(jiàn)解、專有的 AI 算法和 MEMS 傳感器。AI Nose 將氣味數(shù)字化為“氣味 ID”，用于醫(yī)療保健、服務(wù)機(jī)器人和智能制造等用例。

具有 AI 算法的電子氣味檢測(cè)儀可以在醫(yī)療診斷和工業(yè)安全等應(yīng)用中提供更好的檢測(cè)。例如，Water Tower Research 報(bào)告稱，在半導(dǎo)體環(huán)境中檢測(cè) 22 種揮發(fā)性有機(jī)化合物時(shí)，Ainos AI Nose 的準(zhǔn)確率接近 80%，在女性健康應(yīng)用中的準(zhǔn)確率超過(guò) 90%。

Ainos 的計(jì)劃包括與關(guān)鍵市場(chǎng)和地區(qū)的實(shí)體建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。它與日本的一個(gè)服務(wù)機(jī)器人品牌合作就是這些努力的一個(gè)典型例子，特別是因?yàn)樵搰?guó)占全球機(jī)器人產(chǎn)量的很大一部分。如果這種帶有 MEMS 傳感器的電子鼻在當(dāng)?shù)孬@得發(fā)展勢(shì)頭，其他國(guó)家的決策者將更有可能看到它值得他們關(guān)注和潛在投資。

這些進(jìn)步是值得注意的，因?yàn)樵S多機(jī)器人創(chuàng)新賦予了機(jī)器人類的特征。在一個(gè)例子中，一個(gè)團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)帶有觸覺(jué)傳感器的機(jī)器人手指，可以找到埋在沙子和稻米中的物體。隨著這些新興應(yīng)用變得越來(lái)越有吸引力，越來(lái)越多的組織突破了人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)的界限，這些功能將越來(lái)越多地出現(xiàn)在新的應(yīng)用中找到歸宿。

提高安全性

電子工程師不斷探索可行的解決方案，使其組件體積更小，但功能更強(qiáng)大。同時(shí)，他們必須注意元件的方向和放置等因素，以確保它不會(huì)干擾印刷電路板的性能。但是，在考慮集成 MEMS 傳感器時(shí)，他們還必須考慮組件的用途和它將收集的數(shù)據(jù)類型。

例如，在汽車應(yīng)用中，MEMS 傳感器可以與其他技術(shù)結(jié)合使用，以改善車輛的牽引力控制系統(tǒng)、制動(dòng)能力和駕駛員輔助功能。

在一個(gè)案例中，倍耐力和博世簽署了一項(xiàng)聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議，用于開(kāi)發(fā)一種創(chuàng)新的輪胎監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括基于 MEMS 的傳感器、算法、模型和低功耗藍(lán)牙連接。該解決方案與汽車的電子設(shè)備集成，可提供輪胎的優(yōu)化性能。集成傳感器收集數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)杰囕v進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從而提高安全性，同時(shí)提供量身定制的駕駛條件。

增強(qiáng)功能

許多設(shè)計(jì)人員會(huì)評(píng)估一系列傳感器技術(shù)，以根據(jù)他們希望在產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)來(lái)確定最合適的選擇。在許多情況下，他們發(fā)現(xiàn) MEMS 傳感器可以提供更高的精度和功能，尤其是在醫(yī)療保健應(yīng)用中。

例如，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）最近利用其成熟的MEMS技術(shù)，為健康可穿戴設(shè)備開(kāi)發(fā)了ST1VAFE3BX生物傳感芯片。除了集成其機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)核外，這款低功耗產(chǎn)品還集成了用于慣性感應(yīng)的加速度計(jì)。加速度計(jì)提供有關(guān)用戶運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，而生物電勢(shì)傳感器則允許相關(guān)應(yīng)用程序推斷檢測(cè)到的信號(hào)與身體活動(dòng)之間的聯(lián)系。此外，神經(jīng)處理直接發(fā)生在芯片上。

生物電勢(shì)測(cè)量的可能性擴(kuò)展到大腦、心臟和肌肉的活動(dòng)，為使用這些先進(jìn)的傳感器提供了許多有價(jià)值的方法。因?yàn)樗鼈兙哂型暾拇怪蹦M前端，可以簡(jiǎn)化不同類型的生命體征，所以制造商可以在檢測(cè)患者身體和情緒狀態(tài)的應(yīng)用中使用它們。

人們對(duì)醫(yī)療可穿戴設(shè)備市場(chǎng)高度關(guān)注的主要原因之一是，這些產(chǎn)品可以向醫(yī)療保健提供者提供有關(guān)患者在兩次預(yù)約之間情況的信息。如果醫(yī)療環(huán)境通常使一個(gè)人感到不安，那么確定一個(gè)人的真實(shí)健康狀況可能特別困難。如果醫(yī)療保健提供者能夠參考更廣泛的可靠數(shù)據(jù)，他們將能夠更好地做出自信的判斷。MEMS 傳感器使這種可見(jiàn)性成為可能。

盡管 MEMS 傳感器的實(shí)施方式因應(yīng)用而異，但這些示例表明，成功的結(jié)果可以激勵(lì)行業(yè)利益相關(guān)者，同時(shí)鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員尋求創(chuàng)造性的解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)應(yīng)用挑戰(zhàn)。