馬斯克旗下公司完成首例腦機接口設備人體移植，工業(yè)自動化領(lǐng)域常見的五種傳感器類型梳理

?傳感新品

【陜西科技大學：研發(fā)聚氨酯/MXene/碳納米管織物傳感器，用于抗菌嬰兒衣物】

持續(xù)監(jiān)測生理健康狀況和有效抵御外部危害是對極易受傷害人群，尤其是嬰兒進行醫(yī)療保健管理的一個不可或缺的方面。因此，探索一體化設備對于避免他們受傷和患病仍然至關(guān)重要。將傳感、電磁防護、保暖/降溫和防水/抗菌等多種特性集成到一種普通織物中，無疑是應對各種應用場景的一種前景廣闊的解決方案。然而，如何以有效、耐用的方式同時實現(xiàn)集成卻面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

研究通過在棉織物上依次涂覆 MXene、碳納米管（CNT）和自修復聚氨酯（PU），實現(xiàn)了多功能織物。MXene 和 CNTs 的出色導電性以及聚氨酯的自愈合能力協(xié)同作用，使織物具有柔韌性、透氣性、保護性和傳感性，并且經(jīng)久耐用。

它可以檢測身體的運動，如手指、肘部、手腕和膝蓋的彎曲，測量系數(shù)高達 8.78，響應速度快。此外，這種傳感織物還能保護穿戴者免受電磁波和細菌的傷害，在 7.6 GHz 頻率下的最低反射損耗為-57.6dB，并且由于加入了 MXene 和聚乙烯亞胺，具有很高的抑菌效率。此外，碳質(zhì)材料的電熱性能使其能夠充當人體取暖器。這種多功能紡織品的協(xié)同設計為生產(chǎn)先進的智能紡織品提供了一種前景廣闊的策略，在嬰幼兒保健領(lǐng)域大有可為。

圖文導讀

圖1.多功能MXene/CNTs/PDMS-SB-PU處理織物示意圖

圖2.（A-C）PDMS-SB-PU-2薄膜上劃痕的光學顯微鏡圖像在室溫下愈合2小時之前和之后。（d）甲基藍染色后自愈過程的外觀。（e） PDMS-SB-PU-2自愈機制示意圖。

圖3.表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)表征

圖4.MCPP織物（N5）作為傳感器，用于實時檢測人體運動。

圖5.（a，b）MCPP織物在不同洗滌時間和不同磨損周期下的WCA。（c） MCPP織物在100次磨損循環(huán)和30分鐘修復后的WCA。（d） 0、（e） 15 和 （f） 25 加速洗滌時間后 MCPP 織物的抗手指彎曲阻力的相對變化。（h-j）MCPP織物在（g）0、（h）60和（i）100磨損循環(huán)后的抗手指彎曲性。

圖 6. (a-c) MCPP 織物在 (a) 2、(b) 3 和 (c) 5 V 下浸漬 1、3 和 5 次的電熱曲線。(d-g) MCPP 織物在 2 V 下浸漬三次的熱紅外照片。(h-k) MCPP 織物對人體部位的熱處理。(l,m) 純棉織物和 MCPP 織物對金黃色葡萄球菌的抗菌活性。(n,o）在棉織物和 MCPP 織物上生長的金黃色葡萄球菌的掃描電鏡圖像。p,q) 純棉織物和 MCPP 織物對大腸桿菌的抗菌活性。(r,s) 棉織物和 MCPP 織物上生長的大腸桿菌的掃描電鏡圖像。

圖 7. MCPP 織物的復介電常數(shù)（a）實部、（b）虛部和復磁導率，以及（c）實部和（d）虛部。MCPP 織物（e）N1、（f）N3 和（g）N5 在 2-18 GHz 頻率范圍內(nèi)的反射損耗（RL），以及（h）N1、（i）N3 和（j）N5 的相應 3D RL。k）織物傳感器的電磁波吸收機制示意圖。

總之，通過簡單的浸涂技術(shù)，在 MXene、CNT 和自修復聚氨酯基涂層改性材料上進行裝飾，開發(fā)出了一種多功能織物。這種 MCPP 織物不僅保持了與生俱來的柔韌性、舒適性和透氣性，還具有防水和抗菌性能。此外，這種織物還可用作運動監(jiān)測傳感器，其 GF 值為 8.78，具有出色的周期穩(wěn)定性，這在手指、肘部和膝部彎曲的檢測中得到了進一步證實。此外，MCPP 織物的傳感性能在經(jīng)歷水洗和磨損后仍保持不變。此外，MCPP 織物還具有良好的人體焦耳加熱能力和突出的吸波性能（7.6 GHz 時的最小 RL 為 -57.6 dB，EAB 為 3.55 GHz）。這項研究可能會對多功能織物有所啟發(fā)，它在可穿戴設備中的應用前景非常廣闊，可用于嬰兒醫(yī)療保健領(lǐng)域。

傳感動態(tài)

【2024年中國（鄭州）智能傳感谷提檔加速，首期雙創(chuàng)基地將投入運營】

1月28日，河南省十四屆人大二次會議開幕，省長王凱作政府工作報告。圍繞2024年發(fā)展目標，報告中提到，聚焦高端屏、智能端、專用芯、傳感器和新算力，推動中國（鄭州）智能傳感谷建設提檔加速。

近年來，鄭州市高度重視智能傳感器產(chǎn)業(yè)，統(tǒng)籌推進“芯、屏、網(wǎng)、端、器、用”聯(lián)動發(fā)展，加快打造中國（鄭州）智能傳感谷，推動智能傳感器產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。

現(xiàn)如今，傳感谷集聚了漢威科技、光力科技、新天科技、天邁科技等一批上市公司，培育了日立信、輝煌科技等一大批具備較強競爭力的創(chuàng)新型企業(yè)，打造了涵蓋氣體、氣象、農(nóng)業(yè)、電力電網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測、軌道交通等多門類傳感器產(chǎn)業(yè)鏈，形成了以高新區(qū)為核心的“一核多點”產(chǎn)業(yè)空間布局。

目前，傳感谷正在布局建設首條8英寸MEMS中試線，計劃2年內(nèi)建成MEMS中試線，這將打通實驗室和產(chǎn)業(yè)化之間的通道，攻克河南傳感領(lǐng)域“卡脖子”的關(guān)鍵性技術(shù)，形成從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化全鏈條閉環(huán)，而鄭州，也有望成為中部地區(qū)最先具有MEMS芯片量產(chǎn)能力的城市。

中國（鄭州）智能傳感谷副總經(jīng)理劉永紅表示，從園區(qū)角度來看，2024年傳感谷的建設提檔加速主要體現(xiàn)在兩個方面：

一是物業(yè)建成面積的加速，2024年首期雙創(chuàng)基地將全面建成投入運營，同時，隨著MEMS中試基地投入建設，為之配套的產(chǎn)學研基地也將投入建設；

二是招商的加速提檔，傳感谷作為傳感產(chǎn)業(yè)的承載基地，配套設施逐步完善，如果政策層面再出具更有吸引力的支持，2024年隨著經(jīng)濟復蘇行情轉(zhuǎn)好，對行業(yè)頭部企業(yè)和生態(tài)配套企業(yè)的招引都會投入更大力度，盡快推動傳感谷傳感產(chǎn)業(yè)的完善。

此外，從政策支持、金融配套、高端人才引進和配套人才培養(yǎng)、鼓勵先進技術(shù)研發(fā)等方面，都需要同步進行提檔加速。

據(jù)悉，啟動區(qū)作為中國（鄭州）智能傳感谷的首個落地項目，項目整體規(guī)劃總占地面積337畝，建筑面積約百萬平方米。目前，啟動區(qū)一期物業(yè)80%左右已經(jīng)交付，剩余部分2024年年中交付。

【廣州精信與中核集團達成合作協(xié)議，打破核工業(yè)的電渦流位移傳感器卡脖子】

日前，從萬訊控股企業(yè)——廣州精信儀表電器有限公司傳來喜訊：公司與中國核工業(yè)集團有限公司（簡稱：中核集團）就應用于核工業(yè)的電渦流位移傳感器國產(chǎn)化研制達成合作協(xié)議。

這一項目的實施將對規(guī)避國外產(chǎn)品卡脖子風險，對發(fā)展中國先進自主核電技術(shù)，維護國家安全，實現(xiàn)國家戰(zhàn)略目標具有重大意義。

當前核電廠設備，尤其是核島泵、汽輪發(fā)電機組等關(guān)鍵設備運行狀態(tài)監(jiān)測，沒有成熟的電渦流位移傳感器國產(chǎn)產(chǎn)品，因此研制高可靠性電渦流位移傳感器國產(chǎn)化產(chǎn)品迫在眉睫。

該合作項目圍繞核電需求，結(jié)合廣州精信多年積累的電渦流位移傳感器技術(shù)，中核集團積累的核電運行經(jīng)驗，利用萬訊自控積累的工業(yè)自動化產(chǎn)品的制造能力，采用完全自主可控的技術(shù)設計和國產(chǎn)化元件，旨在實現(xiàn)核工業(yè)領(lǐng)域的電渦流位移傳感器的國產(chǎn)化研制和工程化應用，替代進口產(chǎn)品。

【馬斯克旗下公司完成首例腦機接口設備人體移植】

1月29日電美國知名企業(yè)家埃隆·馬斯克29日表示，他旗下的腦機接口公司“神經(jīng)連接”28日進行了首例腦機接口設備人體移植，移植者目前恢復良好。

馬斯克在社交媒體X（原推特）平臺上發(fā)文說，初步結(jié)果顯示，植入式腦機接口設備檢測神經(jīng)元相關(guān)電位的前景很好。

據(jù)馬斯克介紹，“神經(jīng)連接”公司的首款腦機接口產(chǎn)品名為“心靈感應”，大腦植入設備后，只需通過意念就能控制手機、電腦，并通過它們控制幾乎所有設備。

馬斯克表示，這款產(chǎn)品的首批使用者將是失去四肢功能的人?！跋胂笠幌?，（如果植入腦機接口設備）斯蒂芬·霍金的溝通速度也許能比打字員或拍賣師更快。這就是我們的目標。”

“神經(jīng)連接”公司成立于2016年，專注于植入式腦機接口設備研發(fā)。該公司表示，這種設備植入大腦后能夠讀取大腦活動信號，希望可將其用于治療記憶力衰退、頸脊髓損傷及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病，幫助癱瘓人群恢復與外界溝通的能力，甚至重新行走。

去年5月，該公司獲得美國食品和藥物管理局批準，啟動腦植入設備人體臨床試驗。同年9月，該公司開始為臨床試驗招募志愿者。

【北醒參與項目獲得國家重點研發(fā)計劃立項】

近日，國家科技部公布2023年度國家重點研發(fā)計劃“智能傳感器”重點專項評審結(jié)果，北醒參與申報的“列車前向運行環(huán)境監(jiān)測傳感器及系統(tǒng)應用”項目獲批立項。此次立項，標志著北醒激光雷達關(guān)鍵技術(shù)符合國家科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，獲得政府與行業(yè)的支持認可。

該項目由交控科技股份有限公司牽頭，北京交通大學、北京航空航天大學、中國科學院半導體研究所、機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所、凌云光技術(shù)股份有限公司、國能朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司、成都軌道交通集團有限公司、北京埃福瑞科技有限公司參與合作。

北醒基于獨特的先進技術(shù)架構(gòu)，實現(xiàn)可靠的三維環(huán)境感知能力，其設計可滿足交通復雜場景嚴苛的可靠性要求。在此研發(fā)經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，將著力攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，構(gòu)建自主可控的產(chǎn)業(yè)體系，形成高性能傳感器、新方法、新技術(shù)及新系統(tǒng)設備，有助于減少對國外企業(yè)的依賴，提升我國軌道交通產(chǎn)品的國際競爭力和市場占有率，為實現(xiàn)“交通強國，鐵路先行”的國家戰(zhàn)略提供有力支撐。

北醒致力于提升設備運力和效率，降低事故率，讓人類出行更智能更安全。北醒入選國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，并獲準設立博士后科研工作站，參與聯(lián)合創(chuàng)新完成的項目曾榮獲“北京市科學技術(shù)進步獎二等獎”，在智能軌交、智能公路、智能民航等智能交通領(lǐng)域深耕已久。

北醒CEO李遠表示，未來，北醒將以此為契機，繼續(xù)為民生基建護航，向世界領(lǐng)先邁進。在項目實施與企業(yè)發(fā)展中，北醒繼續(xù)堅守長期主義和技術(shù)至上的價值主張，持續(xù)提升激光雷達高安全、高可靠性技術(shù)，助力國家科技進步與行業(yè)發(fā)展。

【工業(yè)自動化領(lǐng)域常見的五種傳感器類型梳理】

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，傳感器幾乎必不可少。具體來講，工業(yè)生產(chǎn)者需要使用各種傳感器來監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備處于正常狀態(tài)，如果出現(xiàn)故障也能被及時發(fā)現(xiàn)。

一、光電傳感器

光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件。其工作原理基于光電效應。光電效應是指光照射在某些物質(zhì)上時，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應的電效應現(xiàn)象。根據(jù)光電效應現(xiàn)象的不同將光電效應分為三類：外光電效應、內(nèi)光電效應及光生伏特效應。光電器件有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光電池等。

光電傳感器擁有分辨率高、響應時間短、檢測距離長、對檢測物體的限制少等特點。尤其值得一提的是，它可實現(xiàn)顏色判別。通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進行檢測。

二、接近傳感器

接近傳感器能以非接觸式進行傳感檢測，所以不會進行磨損以及傷害檢測對象，更無火花、噪音。由于是無接觸的輸出方式，所以使用壽命長，幾乎對接點的壽命沒有任何的影響。接近傳感器與其他檢測方式不同的是，它適合和在水油環(huán)境下使用，檢測時幾乎不受檢測對象的污漬和水油的影響。

其中，接近式傳感器本身只能近距離且無接觸檢測金屬物體。測距改變式彈力桿裝置最大的特點是可以使觸點的感應范圍范圍過載。彈簧加載活塞、探針、按鈕，一般是用來接觸產(chǎn)品然后檢測產(chǎn)品是否到位、定位準確以及核實被測產(chǎn)品。

三、光纖傳感器

利用光纖研制光纖傳感器始于1977年，該技術(shù)一問世即引起人們的極大興趣，目前光纖傳感器已經(jīng)得到迅猛發(fā)展。因為光纖本身是電介質(zhì)，而且敏感元件也可用電介質(zhì)材料制作，因此光纖傳感器具有良好的電絕緣性，光纖表面能承受80kV/20cm電壓，尤其適用于高壓的供電系統(tǒng)以及大容量電機的測試。

利用光纖能構(gòu)成種類繁多的傳感器，故有人稱光纖傳感器是萬能傳感器。它可測量許多物理量，應用范圍遍布軍事、商業(yè)、民用、醫(yī)學、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。需要明確的一點是，傳統(tǒng)傳感器是以機-電測量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學測量為基礎(chǔ)。

四、位移傳感器

位移傳感器是把物體的運動位移轉(zhuǎn)換成可測量的電學量一種裝置。通常用于把不便于定量檢測和處理的形變、振動、位移、位置、尺寸等物理量轉(zhuǎn)換為易于定量檢測、便于作信息傳輸與處理的電學量。

位移傳感器種類繁多，近幾年應用領(lǐng)域不斷擴大，越來越多的創(chuàng)新技術(shù)也開始被運用到傳感器中。例如，基于光纖技術(shù)、時柵技術(shù)、OEM的LVDT技術(shù)、超聲波技術(shù)、磁致伸縮技術(shù)等，由于技術(shù)的進步，各種傳感器性能大幅提高，成本也顯著降低。

五、霍爾效應傳感器

旋轉(zhuǎn)霍爾效應傳感器一般不使用任何運動部件，這種基于半導體的傳感器將霍爾效應傳感元件與電路相結(jié)合，以提供與旋轉(zhuǎn)磁場變化相對應的模擬輸出信號。有兩個輸出選項可供選擇，即模擬或脈沖寬度調(diào)制(PWM)。

其中，線性霍爾效應傳感器測量磁場的線性運動，而不是旋轉(zhuǎn)。據(jù)悉，該傳感器可針對設定的輸出電壓進行編程，該輸出電壓對于給定的行進距離是成比例的。截至目前，霍爾傳感器的相關(guān)技術(shù)仍在不斷進步過程之中，可編程霍爾傳感器、智能霍爾元件和微型霍爾傳感器將具有良好的市場前景。

總結(jié)

未來幾年，隨著智能制造的加速推進，智能傳感、監(jiān)控、生產(chǎn)、監(jiān)測系統(tǒng)、技術(shù)、設備市場需求有望進一步攀升。其中，在常見的汽車電子、通信電子、消費電子、專用電子設備內(nèi)，將搭載不同類型的傳感器。為更好的滿足客戶需求，企業(yè)也將致力于研發(fā)出更多高質(zhì)量的傳感器新品。

審核編輯 黃宇