可伸缩物联网传感器的应用前景

 

可伸缩电子技术是一门新兴的领域，该技术让电子零件具备如同橡皮一般的伸缩性。近年来，将这门技术应用至传感器的创新研究逐渐成长。Frost & Sullivan以此为主题进行了调查。

 

学术界与产业界的技术创新

　　

1、纽西兰业界：业者开发出布与硅树脂(silicone)制的软式传感器，用以测定人或物体的复杂运动，例如拉伸、挤压与折曲等。还计划加入发电装置，让传感器能经由人体运动充电。此种传感器的使用不会为人体带来不适，并能提供运动的精确信息。

　　

2、加拿大曼尼托巴大学(University of Manitoba)：研究团队结合了口香糖与纳米碳管(carbon nanotube)制作可伸缩传感器，口香糖被用作伸缩材料，而纳米碳管则用于感测。此种传感器能够精确侦测慢速的运动和呼吸，也可以掌握湿度的改变。该技术有机会应用于穿戴式装置和医疗保健领域。

　　

3、韩国科学技术院：研究者将纳米银线(silver nanowires)用于制作可伸缩的电极，并以此制作极具弹力的小型发电器。这项发明可以在穿戴式与生物医学应用领域得到发挥，让装置自行充电，具体应用对象例如电子皮肤(e-skin)或可挠式屏幕(flexible displays)等。

　　

技术路线图

　　

2016年的技术发展聚焦于健康追踪手环、智能手表与病患监控装置。

　　

至2017年，可挠式屏幕与可弯曲手机等智能装置成为研发主流。

　　

2018年时，传感器将于产业中实际应用。

　　

2019年，用于物联网装置的智能传感器、运动传感器、侦测生物讯息(如心跳频率)的传感器，以及经由传感器融合(sensor fusion)搜集信息的技术将逐渐成长。

　　

2020年的技术主轴则是智能眼镜和增强现实眼镜的研发，并由此引领军事用抬头显示器的制造。

　　

驱动力与限制因素

　　

驱动力：

　　

1、新产品的发展。

　　

2、强劲的研发力道。

　　

3、无线感测与能源撷取技术的进步。

　　

4、智慧材料的进步。

　　

5、技术进步。

　　

6、符合环保的解决方案。

　　

7、产品需求量增加。

　　

限制因素：

　　

1. 需要在外层涂上有机材料做为保护，这将会增加成本。

　　

2. 可挠性零件的制造是个挑战。

　　

3. 其它现有技术的竞争降低可伸缩传感器的接受度。

　　

2020年的展望

　　

1、在美国可挠式混合型电子研究所(Flexible Hybrid Electronic Institute)的协助下，5年多来，可伸缩传感器领域得到美国国防部(United States Department of Defense, DoD)7千5百万美元的资助，以及产业界、学术界与地方政府共9千万美元的资助。可伸缩传感器将对军事领域的应用带来长期的影响，例如物联网穿戴式健康监测器或建筑物健全度的监控。

　　

2、具有可挠性的太阳能电池将带来广泛的应用，例如与腕带整合做为能源捕获设备。

　　

3、长期而言，借助物联网、消费性电子、军事与医疗等领域对可伸缩传感器的大量制造，美国的市场可望迎来显著的成长。