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2015年第2期(发布时间: Sep 24, 2015 发布者:高芳)  下载: 2015年第2期.doc       全选  导出
1   2015-09-24 13:29:53.29 颠覆性的创新正在路上——你在家即可打印无线传感器 (点击量:4)

3D打印已经成为颠覆式创新的代名词

如果每日的工商业新闻头条没有的话,闲逛今年初的RAPID 3D会议将会告诉你这些。但如果你一直密切关注这个问题,你将会注意到一个共同的主题:很少,如果有的话,这些3D打印的产品涉及微机电系统。当然,你已经拥有你的3D打印的假体部件、无人飞机,甚至电动汽车。但是,基本的电器部件,如无线传感器,往往通过传统方式被生产出来。

现在,这并不意味着这样的部件不能被打印出来。总部设在挪威Oslo的一个印刷电子专家机构Thinfilm,正在用它的近场通信传感式产品来引人注目,例如今年初登台的一个智能尊尼获加蓝牌威士忌瓶。但是,他们可能会说,你还不能在家尝试这个。

现在,加州大学伯克利分校的工程师们说,他们已经侦破了这个特别的螺母。他们概念验证是一顶装牛奶的智能帽,它可以显示是否损坏——这是一件有趣的事,如果没有反例的话,同样地这是Thinfilm也正在作为目标的用例。加州大学伯克利分校的工程师,就这个项目与台湾国立交通大学合作。该研究发表在一个叫做微系统或纳米工程的自然出版集团杂志上。

伯克利传感器和致动器联合中心的主任兼机械工程教授,资深作家林立伟说:“我们的论文描述的是第一个3D打印示范,为了加工基本的电子部件以及无线传感器。”“有一天,根据定制的形状和颜色,人们可能只从互联网下载3D打印文件,然后在家打印出有用的设备。”

如何从头构建智能帽

研究员处理的第一期很不幸,由于柔韧性而成为非常受欢迎的3D打印材料的聚合物,是电的不良导体。因此,研究员使用聚合物和蜡建立了一个模型。当它变硬的时候,蜡被脱掉,留下空心管注入液态金属,之后固化。细电线被合成电阻,平板变为电容器。添加一个塑料牛奶卡通帽和感应器到关系状态中,瞧:一个电路共鸣。然后翻箱,有点牛奶进入到电容器间隙中了。最后一步:把牛奶纸箱留在柜台上36小时。这在任何人的房子里永远不会发生。根据研究员得知,这就是实验结果:电路可以检测电信号的变化,这是伴随着增强的细胞水平。在实验的开始,每12个小时之后一直到36个小时,研究人员用无线射频探头定期监测变化。随着它的降解,牛奶的性质逐渐改变,导致其电特性的变化。使用智能帽的这些变化被无线检测到, 发现室温牛奶的振动频率峰值36小时之后下降了4.3%。相比之下,一盒保持在39.2华氏度制冷的牛奶,经过同一时间目睹一个相对较小的0.12%的频率转变。

“3D打印技术最终能使电子线路足够便宜添加到包装,来为消费者提供食品安全警报。”林说,“你可以想象这样一个场景:当食物仍在商店货架上的时候,你可以使用你的手机检查食物的新鲜度。”事实上,这种情况已经被想象过。然而更重要的是,它已经被商业化。一个人不总是会引导其他人。

Diageo的尊尼获加蓝牌威士忌瓶的Thinfilm智能原型?它配备一个印有NFC传感器标签,由Thinfilm的新OpenSense技术支持来追踪瓶子。消费者轻击他(她)的智能手机到瓶子的标签,该标签在制造场所被编码,从而发现瓶子是否被打开,以及它起源于Diageo供应链的何处。

2   2015-09-24 13:22:15.633 佳能开发出250兆像素的摄像机传感器 (点击量:1)

佳能电子公司已经开发出一种250兆像素的传感器,用于数码相机。

佳能表示,传感器的敏感程度足以站在离飞机18公里(11.1英里)远的一边读文字。然而,它补充道,这个小配件不大可能找到融入国内相机或智能手机的方法。相反,超高分辨率的传感器能够找到一个角色,在监测系统或者其他的专门应用程序。

缓慢的射手

佳能表示,它已经克服了一些技术障碍,来使传感器运行。特别是,它已经克服了飞机上从2.5亿像素(19,580×12,600)中读取数据时造成的信号和时间问题。以每秒12.5亿像素的速度读取数据,佳能表示,这需要更好的信号处理系统,来确保拍照很好地协调。传感器用20.2毫米(0.79英寸)测量了29.2毫米(1.15英寸),20.2毫米(0.79英寸)比许多35毫米的数码相机中的传感器更小。传感器上的每个像素从一边到另一边大约1.5微米,大致与用户相机中发现的一样大。开放大学电子成像中心的一个高级研究员,Konstantin Stefanov教授说,使传感器工作是一个令人印象深刻的技术壮举,但有争议的是它被证明多么有用。他说:“传感器可以被制得更大,但问题是为什么你想要它们变得更大,因为随着它们变得更大,你将有越来越多的问题。”“它们的大尺寸意味着你只能每几秒读它们一次,所以它们只适合专业的应用程序,例如天文学或者监测。”

佳能表示,传感器可以拍摄视频,但是只有在每秒5帧的情况下,这远远慢于电影所需要的速度。然而,它补充道,捕获的视频剪辑比标准的高清视频密集125倍,并且是4K视频分辨率的30倍。

Stefanov博士说,建设更大的传感器是可能的,并且这些已经在十分专业的应用程序中找到角色,例如在医院X光射线机,传感器取代了捕获图像的照相底片。然而他说,在成像系统其他成分的改进,使大量的传感器多余。他说:“你不需要如此大的传感器,因为你使用较小的传感器就能拥有更好的光学效果。”“简单地增加像素的数量,并不是前进的唯一办法。”

3   2015-08-14 15:01:15.157 弹性传感器可用于检测致命气体与紫外线辐射 (点击量:1)

澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究人员已经建立了可穿戴式传感器的修补程序,用于检测有害的紫外线辐射和危险的有毒气体诸如氢和二氧化氮。

这些通过皮肤贴剂或嵌入服装的方式来穿戴的透明的可弯曲电子设备正在把科幻小说的灵感带进我们的现实生活中。

Madhu Bhaskaran博士,本项目负责人及RMIT功能材料与微系统研究小组的合作领导人表示,该传感器可以放在工厂或安全装置上检测危险气体。

“氢气泄漏可能会导致爆炸,比如Hindenburg灾难的发生,二氧化氮就是其烟雾的主要成分。”她说。

“监测生产设施和燃煤电厂里此类气体的能力可以为爆炸发出至关重要的预警,并且感知二氧化氮的能力,也可以不断监测城市的污染程度。”

最新的发展利用了RMIT微纳米研究设备在可弯曲电子产品上的突破,后者已经为可完曲手机的发展铺平了道路。

第一作者、博士研究员Philipp Gutruf说,牢不可破且富有弹性的电子传感器也能检测到和黑色素瘤程度相当的有害紫外线辐射。

像尼古丁贴片一样,它们可以被戴在皮肤上。未来,可穿戴式传感器或许也可以连接到电子设备,不断监测紫外线水平,并在辐射达到有害临界线时警示用户。

Gutruf所述的研究中作为紫外线传感材料使用的氧化锌,在大多数防晒剂中都有,通常作为细粉末加入洗涤液来使用。

氧化锌通常以薄涂层的形式被使用,其薄度甚至低于一片纸张的百分之一。

“这种薄氧化锌层是用我们称之为微构造的板状结构设计的,这些板可以彼此滑动,有点类似于形成地壳的地质板。以此来保证高灵敏度和设备弯曲的能力。”他说。

Bhaskaran博士说,传感器物美价廉的属性,会使可弯曲的电子产品和传感器走入千家万户。

这项由澳大利亚研究理事会支持的研究已经发表在微纳米科学类杂志的权威Small上。

4   2015-05-05 17:05:46.527 监测程序可以检测心率,检测热量,但它们对你好么? (点击量:8)

看医生是件痛苦的事。为什么呢,如果你经常发作同样的病情,那么你还会花时间到医院做同样的检查拿同样的处方吗?如果医生唯一能为你检查的时候是你一周最不方便的时候呢?为什么在等候室中浪费时间等待后还需到一个小房间继续等待呢?

遍布媒体到银行的新技术正在出现,新技术将带来新的药品。正如心脏病医生埃里克•托波尔在他的新书中所说,患者将被量化分析。高科技公司将医疗保健视为一种新的金矿。汇总医疗信息,利用大数据的手段,将解决医疗的奥秘,产生创新。去年,谷歌的拉里•佩奇预测如果他能分析药厂的所有数据,他可以拯救10万余人。IBM刚刚宣布将雇佣数百人,利用其沃森超级计算机里分析健康数据。

被盗的医疗信息价值的价值是被盗的信用卡信息价值10倍。犯罪分子利用这些信息来购买药品和医疗设备转售,从中渔利。

目前为止,如Fitbit和Jawbone之类的应用程序和健康追踪器,还只有相当原始的记步和检测热量等功能。近来,苹果正在销售的苹果手表拥有一系列检测身体的应用程序,它希望如同iPhone震惊手机市场一样彻底改变可穿戴技术市场。谷歌和微软也有类似的产品,Apple Watch的出现仅仅是引发军备竞赛的开始。

在吞咽时可以测量身体状况的智能药丸正在被研发,它可以从内部检测身体并将信息传递到云端。谷歌正在研发能够不断测量血糖水平的隐形眼镜,该眼镜有益于糖尿病患者,而且还提供了一种衡量饮食的选择。

在这个勇敢的新世界的病人将可以收集自己的数据。当身体出问题,算法会提醒我们。在需要医生的时候,只需用FaceTime联系他们即可。但是,这一转变有可能在未来几年产生问题。

这些检测身体的应用程序有效吗?

英国医学杂志质疑现在市场上的应用程序除了引起焦虑还能否做任何事情。在文章中,Iltifat Husain博士, iMedicalApps.com主编,认为一些应用程序“将个人情绪与身体检测结果相关”和“可以帮助医生让患者对自己的行为负责”。 Des Spence博士认为,这些应用程序是“未经检验的,不科学的”和打开了不确定性的大门。他写道, “毫无疑问,诊断不确定性给人们带来了极度焦虑。”

检测身体的应用程序还处于初级阶段,并在目前还不成熟。在食用汉堡包,薯条,抽烟之后,每天一万步的热量消耗或许会给你带来小利益。但是,随着应用程序变得更加复杂,由此产生焦虑必然增加。

如果我可以选择退出,那么它重要吗?

选择退出可能变得更加困难。雇主和保险公司已成为高科技耐磨和健康的应用程序越来越有兴趣,以此来鼓励劳动者健康的选择,并且从理论上说,减少病假天数和保险费用。

BP数年来一直让其美国员工使用Fitbits提供的计步器。每年走200万步节省员工800英镑降低健康相关费用。去年,美国超市巨头Safeway公司开始向不吸烟,并满足公司的基准体重,血压和胆固醇的工人提供高达20%的健康保险费的折扣。

随着技术的发展,选择退出将变得更加困难。如果您觉得使用GPS健身设备自己是一个问题,至少你可以随时取下不用。但下一代的健康设备将变得可植入,可摄取和可注射。

生物科技公司Proteus已研发出一种“智能药丸”。服用药丸后,可以监测健康状况。其传感器只有针头大小,由“智能药丸”供电,能够监视各种健康指标,例如活性,呼吸,睡眠和心率。盖茨基金会正在研发一种可满足16年电量的可植入装置上,必要时,可远程控制该装置开关。

微芯片现在能够制造得小如微粒。密歇根州的微莫特的大学制造的世界上最小的电脑比米粒还小。所有这些设备都越来越小,其中大部分将被用来检测我们生活的微小细节。

毫无疑问,阴谋家担心是否可以将注射跟踪技术偷偷植入疫苗或食品,但事实是,我们可能会心甘情愿地跟踪自己。

盛世长城疗养高级副总裁说:“从历史和发展道路来看,我们将允许身体向技术公开,新技术毫无疑问可以用来窥视我们。”

改善身体健康,公开自己的数据是一件好事吗?

关于健康的未来学家Levy自称他是一个“健康消费化”爱好者。他的儿子经常反复出现耳部感染,这使得Levy不得不花费一天时间带他去看医生。目前,一个应用程序已经能够检测感染。Levy相信这可以让像他这样情况的病人可以

和医生网上交流检查开药而不必离家。

他说:“这就像银行。还记得我们不得不去银行,排队,写支票,提取现金的时候么?许多人都知道,我们曾因为隐私和安全问题而坚决不用网上银行。现在,我们通过应用程序发送的检查照片提交给数据库,如同存钱到银行一样。在保健方面有很多问题,但它们都朝着同一个方向发展。”

虽然检测程序使小病检测治疗更方便,但大趋势依然模糊。Levy说,至今没有独立研究表明,健康的应用程序能让我们更健康。正在生成的数据对研究人员是非常宝贵,但公司以这些监测数据为依据来奖励或处罚工人其实是没有科学依据的。

这些监测数据里发生了什么?

这是一块灰色区域。许多信息是能作为健康数据而监测的。收集更多的敏感信息,需要监管部门的批准。谷歌的页面和其他正在推动的医疗数据大部分都是由医生,医院和其他医疗专业人员收集的。

患者隐私权的创始人Deborah Peel说:“对高科技公司而言,这是一个金矿。 “至少在美国而言,应用程序基本上不受到任何监管。”

随着技术扩展到敏感区域,皮尔Peel将在患者,保险公司,高科技企业和政府之间将有更多的冲突。英国提出care.data方案,试图建立一个关于病人健康信息的中央数据库。这已引起广大病人的愤怒。 Peel 说:“这不只是信息,还包括你的全部。”