為動捕柔性紡織衣服研究螺旋狀膨脹紗線電容傳感器

傳感新品

【蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院:為動捕柔性紡織衣服研究螺旋狀膨脹紗線電容傳感器】

智能服裝在學(xué)術(shù)和商業(yè)領(lǐng)域的受歡迎程度一直在穩(wěn)步上升。纖維形式的柔性可拉伸傳感器有吸引力，因為它們可以直接集成為構(gòu)成我們服裝的一部分，并將其轉(zhuǎn)化為多功能設(shè)備。

由于傳感器和紡織品之間的機械屬性不匹配，而兩者之間的巨大差異可能會導(dǎo)致織造問題，并可能在制造過程中對傳感器造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。盡管現(xiàn)在有解決方案可以將傳感器直接集成到紡織品中，但它們通常局限于單一傳感機制。

柔性纖維傳感器通常有壓阻式、電感式和電容式三種類型。電容式感測機制具有明顯的優(yōu)點，因為它僅依賴于幾何形狀；并消除了與在壓阻傳感器采用的剛性電極有關(guān)的任何問題，例如信號不一致、漂移、滯后等。但與壓阻傳感器相比，電容式傳感器的靈敏度的是一個問題。

到目前為止，提高電容式應(yīng)變傳感器的靈敏度十分有限，因為傳感器的電響應(yīng)由電容器的幾何形狀和構(gòu)成電容器的材料的響應(yīng)所決定。

在針對這個問題的研究中，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員選擇采用螺旋狀膨脹紗線作為電容傳感器，并發(fā)現(xiàn)了來自不同傳感器配置的意外響應(yīng)。在實驗中，團隊發(fā)現(xiàn)它可以達到同類型傳感器中從未報道過的靈敏度，“可以非常精確地捕捉身體的運動”。

這個研發(fā)的關(guān)鍵是紗線的結(jié)構(gòu)：內(nèi)部纖維由導(dǎo)電的彈性橡膠制成。研究人員將一根覆蓋在一層薄塑料中的剛性金屬絲包裹在內(nèi)部纖維周圍，并形成螺旋狀。這兩種纖維充當電極并產(chǎn)生電場。它們一起形成一個電容器，可以保持電荷。

其中，研究人員通過在聚酯纏繞的彈性纖維上采用聚吡咯的氣相聚合來合成彈性和高拉伸性電極，并且通過在導(dǎo)電彈性纖維周圍用銅線螺旋纏繞來進行螺旋制造。通過改變纖維之間的直徑比和螺旋纏繞纖維的節(jié)距這兩個因變量，他們能夠改變傳感器的泊松比。

他們制作了原型，并通過實驗確定膨脹特性是否與應(yīng)變系數(shù)相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)它不僅影響應(yīng)變系數(shù)，而且影響應(yīng)變時電容變化。根據(jù)初始外部螺旋元件的螺旋繞組的節(jié)距，電容變化可以是正，又可以是負。

在正常情況下，電荷波動太小，無法幫助測量身體的運動。然而，這種紗線的屬性非同尋常。與大多數(shù)其他材料不同，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的紗線在拉伸時變厚。因此，紗線對最小的運動都非常敏感。即使稍微拉伸一點，這都會在傳感器的電荷中產(chǎn)生明顯可測量的波動。這使得測量和分析細微變化成為可能。

在將這種紗線縫合到一條彈性跑步緊身褲時，當用戶跑步時，它會以一定的節(jié)奏拉伸和松弛。其中，每次移動都會改變兩根纖維之間的間隙，從而改變電場和電容器的電荷，并實現(xiàn)電容式的傳感感應(yīng)。

為了允許紡織品傳感器能夠無線發(fā)送電信號，研究人員為其配備了一個由導(dǎo)電紗線制成的環(huán)形天線。如上圖所示，天線直接縫在緊身褲中。所以，傳感器和天線一起形成了一個電路，完全集成到衣服中。

電信號從可拉伸傳感器傳輸?shù)教炀€，并以電子設(shè)備能夠讀取的特定頻率傳輸電信號。穿著者暈動，傳感器移動，并產(chǎn)生一個頻率持續(xù)波動的信號模式，然后電子設(shè)備可以實時記錄和評估。

傳感動態(tài)

【士蘭微子公司擬獲大基金注資10億，加碼汽車半導(dǎo)體封裝】

3月30日晚間，士蘭微發(fā)布公告稱，擬與國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期股份有限公司，以貨幣方式共同出資人民幣21億元認繳成都士蘭新增的15.91億注冊資本，其中大基金二期出資10億，士蘭微出資11億。成都士蘭其他股東放棄同比例增資的權(quán)利，差額計入成都士蘭的資本公積。

增資完成后，大基金二期將持有成都士蘭23.90%股份，持股比例僅次于士蘭微，而士蘭微對成都士蘭持股比例從增資前的53.21%降至52.79%。

據(jù)悉，成都士蘭成立于2010年，當前是士蘭微公司下屬專攻汽車半導(dǎo)體封裝的子公司。2022年6月，彼時士蘭微宣布，將通過控股子公司成都士蘭半導(dǎo)體制造有限公司投資建設(shè)汽車半導(dǎo)體封裝項目（一期），預(yù)計總投資為30億元，項目建設(shè)期為3年。根據(jù)成都士蘭財務(wù)部初步測算，該項目達產(chǎn)后預(yù)計新增年銷售收入27.72億元，新增年利潤總額3.08億元，投資回收期為5.3年。

為了給成都士蘭的汽車半導(dǎo)體封裝項目募資，2022年10月，士蘭微披露了65億元的定增預(yù)案，其中募集資金中的11億元用于投資該項目，據(jù)悉，本次士蘭微認繳成都士蘭的11億資金將就是來自于這筆還沒正式發(fā)行的定增。此外，2022年12月，士蘭成都還通過增資擴股的方式引進成都市重大產(chǎn)業(yè)化項目一期股權(quán)投資基金有限公司和成都天府水城鴻明投資有限公司，兩家公司共投資5億。

值得一提的是，士蘭微本身的經(jīng)營狀況卻陷入增收不增利的狀況，據(jù)士蘭微發(fā)布2022年年報，公司實現(xiàn)營業(yè)收入82.82億元，同比增長15.12%，實現(xiàn)凈利潤10.52億元，同比下降30.66%。

布局汽車半導(dǎo)體或?qū)?yōu)化士蘭微業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年中國新能源車市場規(guī)模將達到522.5萬輛，同比增長47.2%，到2025年新能源汽車市場規(guī)模有望達到約1299萬輛，新能源汽車將新增大量與電池能源轉(zhuǎn)換相關(guān)的半導(dǎo)體器件，將帶動整個汽車半導(dǎo)體行業(yè)需求大幅度增長。

士蘭微稱，汽車半導(dǎo)體封裝項目，將有利于加快實現(xiàn)士蘭微汽車級功率模塊的產(chǎn)業(yè)化，完善集成電路產(chǎn)業(yè)鏈布局，增強核心競爭力，有利于抓住當前新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展契機，推動公司主營業(yè)務(wù)持續(xù)成長。

此外，據(jù)公開資料顯示，2023年以來，大基金二期已多次出手布局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。

2023年3月24日，晶瑞電材披露一則有關(guān)參股子公司湖北晶瑞引入戰(zhàn)略投資者的公告。公告顯示，大基金二期增資1.6億元，持有23.05%的股權(quán)。

2023年2月27日，大基金二期入股芯片存儲企業(yè)長江存儲，持股比例12.24%，認繳出資額達到128.87億元人民幣。

2023年1月18日，國內(nèi)晶圓大廠華虹半導(dǎo)體在港交所發(fā)布公告稱，國家大基金二期出資11.7億美元與其以及子公司設(shè)立合營企業(yè)，共同布局晶圓業(yè)務(wù)。

【松下宣布了最新的圖像傳感器技術(shù)，將用于汽車自動駕駛車載攝像頭】

日本松下于3月29日宣布，已開發(fā)出新的有機CMOS圖像傳感器技術(shù)，無論光源類型如何，都能實現(xiàn)準確的色彩再現(xiàn)。未來將廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，包括用于自動駕駛的車載攝像頭、商業(yè)廣播攝像頭、安全攝像頭和工業(yè)檢查攝像頭。根據(jù)市場趨勢，松下表示計劃在不久的將來進行量產(chǎn)。

有機 CMOS 圖像傳感器的特點是能夠準確地再現(xiàn)顏色，即使在偏向特定顏色的光源下也是如此。由于有機薄膜的高光吸收率，通過減薄光電轉(zhuǎn)換層和使用電像素分離技術(shù)，可以實現(xiàn)良好的色彩再現(xiàn)和較少的混色。執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換和電荷存儲的有機薄膜在每個綠色、紅色和藍色的像素，在目標之外的波長范圍內(nèi)抑制靈敏度，極大地抑制混色，通過完全分離識別出疊層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低混色效果。

在汽車中的自動駕駛領(lǐng)域，攝像頭對圖像的識別速度和準確率無疑是最關(guān)鍵的。松下的有機CMOS圖像傳感器技術(shù)即使在黑暗的環(huán)境中也可以提高識別率。此外，增加了動態(tài)范圍，即使在亮度差異較大的場景中，例如在出口處一個隧道，可以拍攝圖像而不會過曝或過度曝光。即使汽車在高速行駛，也可以高清地掌握周圍物體的形狀，并且提高識別率。

在檢驗區(qū)，用于檢查制造過程中的零件，檢查氧化和腐蝕，檢查蔬菜和水果的成熟度、腐蝕和污染情況。在健康美容領(lǐng)域，通過識別膚色、血管、斑點、皮膚粗糙等，可應(yīng)用于健康監(jiān)測和皮膚護理。此外，還可以用鮮艷的色彩記錄和保存圖像。

除了準確的色彩再現(xiàn)性之外，寬動態(tài)范圍還可以區(qū)分反光大或小的地方，而全局快門則可以處理移動物體并實現(xiàn)高速辨別，這提高精度?？梢詷?gòu)建對物體的照度和物體移動速度的變化具有高度的檢查系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的拜耳陣列硅圖像傳感器對綠、紅、藍三色的分色性能不夠，難以識別和判斷。另一方面，有機 CMOS 圖像傳感器由將光轉(zhuǎn)換為電信號的有機薄膜光電轉(zhuǎn)換部分組成，而底層電路的功能是存儲和讀出信號電荷。它的特點是兩層結(jié)構(gòu)，彼此完全獨立。結(jié)果，可以提供不受硅的物理性質(zhì)影響的光電轉(zhuǎn)換特性。用于釋放電荷的電極設(shè)置在像素之間的邊界處以釋放由于像素邊界處的入射光引起的信號電荷，從而抑制信號電荷從相鄰像素進入。

此外，由于有機薄膜的下部覆蓋有用于收集有機薄膜中產(chǎn)生的信號電荷的像素電極和用于釋放電荷的電極，因此有機薄膜無法吸收的入射光電影是抑制滲透到一邊?？梢砸种茝南噜徬袼剡M入的光和信號電荷。因為可以將顏色混合保持在足夠低的水平，所以無論光源的顏色（光譜）如何，都可以實現(xiàn)準確的顏色再現(xiàn)。由于該電荷存儲單元可以小型化，因此還可以添加高性能電路。

對于這種有機CMOS圖像傳感器，通過光電轉(zhuǎn)換層減薄技術(shù)，有機薄膜具有十倍于硅的光吸收特性，因此可以縮短光程長度，減薄至0.5μm是可能的。因此，減少了傾斜入射光。電像素分離吸收進入像素邊界的不需要的信號電荷并將其放電，從而抑制混色。透光抑制結(jié)構(gòu)阻止光穿過光電轉(zhuǎn)換層。來自該區(qū)域的光被像素電極反射，然后再次穿過有機薄膜吸收光。在傳統(tǒng)的硅圖像傳感器中，波長為600 nm的光透射率約為20%，但開發(fā)的有機CMOS圖像傳感器可將透射率顯著降低至1%左右。

松下表示，其他公司也曾在學(xué)術(shù)會議上展示過有機 CMOS 圖像傳感器，但到目前為止，還沒有一家公司有類似的完美程度。

【日本計劃到2030年普及柔性太陽能電池板 減少對中國依賴】

據(jù)日經(jīng)亞洲報道，日本的目標是到2030年普及柔性太陽能電池，日本政府計劃支持國內(nèi)公司大規(guī)模生產(chǎn)，并將其引入公共建筑、火車站、學(xué)校和其他地方。

該計劃的一個支柱是到2030年將稱為“鈣鈦礦太陽能電池”的下一代面板商業(yè)化。它們比傳統(tǒng)的硅產(chǎn)品更輕、更靈活，可以安裝在建筑物的墻壁和彎曲的屋頂上。該計劃闡明了日本政府與公司和其他人合作建立供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)并鼓勵廣泛使用太陽能電池板的政策。

該報道稱，傳統(tǒng)的太陽能電池板幾乎完全在中國制造，下一代型號將在日本國內(nèi)生產(chǎn)，以減少對中國的依賴。積水化學(xué)和東芝等公司預(yù)計最早將于2025年開始量產(chǎn)。

研究公司Fuji Keizai報告稱，到2035年，全球鈣鈦礦太陽能電池市場預(yù)計將達到7200億日元（約54.2億美元），是2021年的50倍左右。

據(jù)悉，鈣鈦礦被視為太陽能電池領(lǐng)域的“規(guī)則改變者”，各國也紛紛推出規(guī)劃、政策，為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展鋪路設(shè)橋。

早在2020年9月，韓國貿(mào)易工業(yè)和能源部便發(fā)布了太陽能組件行業(yè)的新路線圖，表示未來五年將投入1900億韓元（約合1.597億美元）用于串聯(lián)光伏技術(shù)的研究，并最終在2030年，將太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率提升至35%。2021年5月和2022年7月，日本和美國也先后發(fā)布相關(guān)政策，開發(fā)下一代太陽能電池技術(shù)、將鈣鈦礦光伏技術(shù)推向商業(yè)化。

中國也自2022年4月起發(fā)布大量文件，推動以鈣鈦礦為代表的光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)升級、標準制定等。

【SK海力士：今年不會減產(chǎn)，不確定是否會申請美國芯片法案補貼】

3月30日消息，日前市場研究機構(gòu)TrendForce發(fā)布報告稱，為應(yīng)對DRAM市場的持續(xù)下滑，美光、SK 海力士等存儲大廠已啟動 DRAM 減產(chǎn)。不過，據(jù)韓國媒體報導(dǎo)，SK海力士聯(lián)席CEO樸正浩最新回應(yīng)稱，預(yù)計2023年將不會進一步減產(chǎn)，并將會推進美國建設(shè)先進封裝廠的計劃，但不確定是否會申請美國芯片法案補貼。

報道稱，SK海力士副董事長兼聯(lián)席CEO樸正浩今天在公司股東大會上表示，存儲芯片市場需求將在2023年下半年復(fù)蘇。這與昨天公布2023財年第二季財報的美國存儲芯片美光看法相同。不過，樸正浩表示，不確定性依然存在，公司資本支出將削減一半，并更靈地活經(jīng)營業(yè)務(wù)。

樸正浩強調(diào)，過去為了先發(fā)制人，進行了很多投資以擴大產(chǎn)能，以應(yīng)對潛在需求。如今希望根據(jù)市場狀況調(diào)整生產(chǎn)速度。SK 海力士 2022 年資本支出為 19萬億韓元，2023 年將削減一半資本支出，以降低營運成本，但不會減產(chǎn)。

財報顯示，2022 年 SK 海力士的營收為 44.62萬億韓元（約 343 億美元），營業(yè)利潤為 6.8萬億韓元，較 2021 年下降 45.1%。

至于，在美國斥資 150 億美元興建先進半導(dǎo)體封裝廠的計劃，樸正浩指出，公司將繼續(xù)推進該計劃，但需要更多時間來決定是否申請美國政府提供的資金補貼。

樸正浩在股東會后接受媒體訪問時表示，美國芯片法案補貼申請過程相當困難，而 SK 海力士將在美國建的是封裝廠，無法計算美國政府要求提供的總產(chǎn)量數(shù)據(jù)，將會考慮是否申請補助。

對于美中競爭引起的地緣政治危機，樸正浩指 SK 海力士努力尋找最佳途徑，不會視為風險，而是轉(zhuǎn)化為全球發(fā)展契機。

【意大利宣布禁用 ChatGPT 聊天機器人，將調(diào)查 OpenAI 的隱私保護問題】

4 月 2 日消息，據(jù)意大利安莎社報道，意大利已成為第一個禁用聊天機器人 ChatGPT 的西方國家。意大利數(shù)據(jù)保護機構(gòu)表示，該模型存在隱私問題，該模型由美國初創(chuàng)公司 OpenAI 創(chuàng)建，并得到微軟的支持。

意大利數(shù)據(jù)保護機構(gòu)稱對 OpenAI 的禁止和調(diào)查已于 3 月 31 日“立即生效”。OpenAI 告訴英國廣播公司 BBC，該公司遵守了意大利的隱私法，已在意大利下線了 ChatGPT。

人們一直擔心人工智能 (AI) 的潛在風險，包括它對工作的威脅以及錯誤信息和偏見的傳播。本周早些時候，包括埃隆?馬斯克在內(nèi)的科技界人士呼吁暫停開發(fā)更高級的 AI 系統(tǒng)。意大利數(shù)據(jù)保護機構(gòu)則表示，意大利不僅會阻止 OpenAI 的聊天機器人，還會調(diào)查它是否符合通用數(shù)據(jù)保護條例。

3 月 23 日，OpenAI 的首席執(zhí)行官 Sam Altman 曾公開承認開源庫中出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致部分用戶與 ChatGPT 的聊天記錄被泄露。

意大利監(jiān)管機構(gòu)稱，由于無法驗證用戶的年齡，ChatGPT 也讓未成年人接觸到“與其發(fā)育程度和意識相比絕對不合適的答案”。OpenAI 有 20 天的時間來說明它將如何解決監(jiān)管機構(gòu)的擔憂，否則將被處以 2000 萬歐元（IT之家備注：當前約 1.49 億元人民幣）或高達年收入 4% 的罰款。

此外，愛爾蘭數(shù)據(jù)保護委員會也表示，該機構(gòu)正在與意大利監(jiān)管機構(gòu)跟進，以了解他們采取行動的依據(jù)，并“將與所有歐盟數(shù)據(jù)保護機構(gòu)就禁令進行協(xié)調(diào)”。

英國獨立數(shù)據(jù)監(jiān)管機構(gòu)信息專員辦公室也稱，它將“支持”人工智能的發(fā)展，但它也準備好“挑戰(zhàn)”不遵守數(shù)據(jù)保護法的行為。

值得一提的是，谷歌的 AI 聊天機器人競品 Bard 現(xiàn)已推出，但僅限于 18 歲以上的特定用戶使用，預(yù)計也是出于同樣的擔憂。

審核編輯黃宇