傳感器是數(shù)字轉(zhuǎn)換的核心，具有重新定義技術(shù)創(chuàng)新邊界的巨大潛力。多虧了AI，這些常用的設(shè)備變得越來(lái)越聰明，對(duì)于在各種情況下提供支持，分析和自動(dòng)化決策的同時(shí)，對(duì)收集，處理和傳輸大量數(shù)據(jù)變得越來(lái)越聰明且至關(guān)重要。它們與新興技術(shù)的集成增強(qiáng)了現(xiàn)代系統(tǒng)的效率和智能，從而在不同行業(yè)中實(shí)現(xiàn)了高級(jí)應(yīng)用。

我們不能僅將傳感器視為被動(dòng)工具;它們可以允許不斷發(fā)展的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，因此，它們有助于更大的連接性和更精確，更可靠的決策過(guò)程。傳感器與AI之間的協(xié)同作用深刻地改變了我們與世界互動(dòng)并管理周?chē)畔⒌姆绞健?

從傳統(tǒng)傳感器到智能傳感器

傳感器正在經(jīng)歷技術(shù)進(jìn)化的階段。 MCUS，ASIC和連接模塊的整合導(dǎo)致了智能傳感器的逐步開(kāi)發(fā)，這些傳感器正在改變醫(yī)療保健，工業(yè)自動(dòng)化和精確農(nóng)業(yè)等行業(yè)。盡管傳統(tǒng)傳感器將原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胂到y(tǒng)，需要復(fù)雜的硬件和軟件來(lái)處理，但新設(shè)備可以直接在傳感器上執(zhí)行計(jì)算，從而大大減少需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，并提高能源效率。

智能傳感器的關(guān)鍵特征是它們自動(dòng)操作的能力。例如，配備了機(jī)器學(xué)習(xí)功能的傳感器可以識(shí)別特定模式，例如工業(yè)機(jī)器中的異常振動(dòng)，僅在必要時(shí)發(fā)送通知，從而使您可以?xún)?yōu)化資源并快速對(duì)關(guān)鍵情況做出反應(yīng)。向智能傳感器的移動(dòng)允許直接在設(shè)備上執(zhí)行預(yù)處理，該方法可減少中央系統(tǒng)上的延遲和計(jì)算負(fù)載，從而使實(shí)時(shí)處理成為可能，這對(duì)于諸如自動(dòng)駕駛汽車(chē)，高級(jí)機(jī)器人和IoT設(shè)備等應(yīng)用至關(guān)重要。

傳感器在AI生態(tài)系統(tǒng)中的重要性

AI高度依賴(lài)于收集的數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量，這就是為什么傳感器現(xiàn)在是該新興技術(shù)成功的關(guān)鍵要素之一。傳感器不再被視為測(cè)量溫度，壓力或運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單設(shè)備;它們已成為能夠獲取多光譜信息，檢測(cè)復(fù)雜模式，甚至使用專(zhuān)用處理器在本地處理數(shù)據(jù)的復(fù)雜系統(tǒng)。

在典型的AI工作流程中，傳感器提供了原始數(shù)據(jù)，然后通過(guò)ML算法處理這些數(shù)據(jù);視覺(jué)傳感器可以捕獲AI系統(tǒng)用于對(duì)象識(shí)別的圖像;同樣，聲學(xué)傳感器可以檢測(cè)AI模型分析以識(shí)別生產(chǎn)環(huán)境中的異常情況的聲音信號(hào)。

在醫(yī)療保健中，支持AI的傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的生命體征，僅在異常情況下才會(huì)提醒醫(yī)生。專(zhuān)為汽車(chē)行業(yè)設(shè)計(jì)的智能傳感器集成了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性功能，以增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)并提高安全性。在農(nóng)業(yè)中，具有高級(jí)能力的傳感器可以分析土壤和作物條件以?xún)?yōu)化水和肥料的使用。

邊緣傳感器：分布式AI的新邊界

將傳感器集成到邊緣計(jì)算是一個(gè)不斷增長(zhǎng)的感興趣領(lǐng)域，徹底改變了數(shù)據(jù)的收集和分析。 Edge Technology允許在數(shù)據(jù)獲取點(diǎn)直接進(jìn)行分析，從而消除了將其發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器的需求，例如在自動(dòng)駕駛汽車(chē)，AR系統(tǒng)或醫(yī)療設(shè)備中。配備高級(jí)微處理器和ML功能的邊緣傳感器可通過(guò)減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載來(lái)確?？焖夙憫?yīng)并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用率。此外，該模型改善了隱私管理：通過(guò)在當(dāng)?shù)靥幚泶蠖鄶?shù)數(shù)據(jù)，將敏感信息傳輸?shù)酵饨绲男枨鬁p少了，這在健康或安全等領(lǐng)域中尤其值得注意，而數(shù)據(jù)保護(hù)優(yōu)先。

與智能傳感器集成的邊緣處理可促進(jìn)更大的效率和響應(yīng)能力。智能傳感器為能夠?qū)崟r(shí)做出自主決策的新一代設(shè)備奠定了基礎(chǔ)，從而加速了不同部門(mén)的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。 Sony的IMX500和Bosch的BHI260AP等傳感器技術(shù)展示了傳感器中的分布式智能如何重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)傳感系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

帶有內(nèi)置AI的智能環(huán)境傳感器

Bosch一直處于傳感器生產(chǎn)的最前沿，已為AI開(kāi)發(fā)了高度創(chuàng)新的解決方案。它最具代表性的產(chǎn)品之一是BHI260AP傳感器，這是一種具有內(nèi)置AI處理功能的智能運(yùn)動(dòng)傳感器。BHI260AP傳感器是一個(gè)具有內(nèi)置智能的強(qiáng)大運(yùn)動(dòng)中心，專(zhuān)為智能應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，將慣性傳感器和數(shù)據(jù)處理器組合在一起，提供了高級(jí)功能，例如運(yùn)動(dòng)跟蹤和手勢(shì)識(shí)別。該傳感器是可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的理想選擇，可優(yōu)化性能和功耗。

傳感器將慣性測(cè)量單元與MCU和AI處理引擎相結(jié)合，非常適合諸如體育活動(dòng)跟蹤，機(jī)器人技術(shù)和導(dǎo)航等應(yīng)用。 BHI260AP使用基于ML的方法來(lái)解釋運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。例如，它可以以很高的精度區(qū)分不同類(lèi)型的體育活動(dòng)，例如步行，跑步或爬樓梯。這是可能的，這是由于驗(yàn)證的模型，該模型分析了加速度計(jì)和陀螺儀的信號(hào)以檢測(cè)特定模式。

該傳感器的一個(gè)獨(dú)特方面是其開(kāi)放框架，它允許開(kāi)發(fā)人員上傳自定義ML型號(hào)，這使得該設(shè)備非常靈活，適合廣泛的應(yīng)用程序。此外，由于其低功耗，BHI260AP非常適合可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這些應(yīng)用需要使用小電池進(jìn)行擴(kuò)展操作。

圖像傳感器的創(chuàng)新

索尼的IMX500技術(shù)代表了用于智能圖像傳感器的游戲改變者。傳感器將AI處理芯片直接集成到其中，從而可以對(duì)傳感器本身進(jìn)行圖像分析。該解決方案消除了將大量原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠刻幚砥鞯男枨?，并最大程度地減少了延遲和功耗。 IMX500使用的架構(gòu)將傳統(tǒng)的CMOS傳感器與包含AI處理引擎的邏輯芯片相結(jié)合。創(chuàng)新的設(shè)計(jì)使您可以直接在設(shè)備上執(zhí)行對(duì)象識(shí)別，運(yùn)動(dòng)跟蹤和面部標(biāo)識(shí)等任務(wù)。

在監(jiān)視系統(tǒng)中，傳感器可以檢測(cè)和對(duì)入侵者進(jìn)行分類(lèi)，而無(wú)需將完整的圖像發(fā)送到中央服務(wù)器，從而提高了響應(yīng)速度并降低了帶寬要求。 IMX500的一個(gè)有趣的技術(shù)方面是它與壓縮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型一起工作的能力，這是在資源受限環(huán)境中運(yùn)行的關(guān)鍵功能，例如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和無(wú)人機(jī)，而能源效率是當(dāng)務(wù)之急。

在未來(lái)幾年中，傳感器領(lǐng)域的創(chuàng)新將加速。傳感器正在從簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)收集器演變?yōu)锳I生態(tài)系統(tǒng)的真正主角。隨著新興技術(shù)(例如神經(jīng)形態(tài)處理和高級(jí)材料)的整合，我們正在朝著更高效，更強(qiáng)大的設(shè)備邁進(jìn)。受人腦運(yùn)作的啟發(fā)，神經(jīng)形態(tài)處理也可以使傳感器能夠執(zhí)行極其復(fù)雜的計(jì)算，即使能源消耗最少，技術(shù)公司與垂直行業(yè)之間的協(xié)作正在推動(dòng)越來(lái)越定制的解決方案的開(kāi)發(fā)。但是，迄今為止，要實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)之一是涉及數(shù)據(jù)管理。實(shí)際上，智能傳感器會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，并不是所有這些數(shù)據(jù)可用于分析。選擇和處理相關(guān)信息的能力對(duì)于確保系統(tǒng)的效率至關(guān)重要。此外，由于智能傳感器通常連接到全球網(wǎng)絡(luò)，因此它們?nèi)菀资艿骄W(wǎng)絡(luò)攻擊的影響。諸如端到端加密和基于硬件的身份驗(yàn)證之類(lèi)的技術(shù)正在作為減輕這些風(fēng)險(xiǎn)的解決方案?？傮w而言，機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了挑戰(zhàn)。先進(jìn)技術(shù)，AI和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的結(jié)合提高了傳感器系統(tǒng)的效率，并改變了我們與周?chē)澜缁?dòng)的方式。諸如端到端加密和基于硬件的身份驗(yàn)證之類(lèi)的技術(shù)正在作為減輕這些風(fēng)險(xiǎn)的解決方案?？傮w而言，機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了挑戰(zhàn)。先進(jìn)技術(shù)，AI和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的結(jié)合提高了傳感器系統(tǒng)的效率，并改變了我們與周?chē)澜缁?dòng)的方式。諸如端到端加密和基于硬件的身份驗(yàn)證之類(lèi)的技術(shù)正在作為減輕這些風(fēng)險(xiǎn)的解決方案?？傮w而言，機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了挑戰(zhàn)。先進(jìn)技術(shù)，AI和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的結(jié)合提高了傳感器系統(tǒng)的效率，并改變了我們與周?chē)澜缁?dòng)的方式。