《計量資訊速遞》消息 11月8-9日,第十二屆全國化學(xué)傳感器學(xué)術(shù)會(huì )議在成都都江堰舉行。本次會(huì )議期間,中國科學(xué)院長(cháng)春應用化學(xué)研究所現代分析技術(shù)工程實(shí)驗室牛利研究員做了題為《移動(dòng)設備上的傳感分析》的報告。

中國科學(xué)院長(cháng)春應用化學(xué)研究所現代分析技術(shù)工程實(shí)驗室牛利研究員
智能移動(dòng)設備近年來(lái)發(fā)展迅速,不僅市場(chǎng)占有率急劇增長(cháng),而且其功能愈來(lái)愈多樣化。它們早已不再是簡(jiǎn)單的通訊設備,它們可以幫你監測環(huán)境質(zhì)量,還可以是你的醫療助手,也可以隨時(shí)變身為日常生活中的各種日用品。在這些引人注目的變化背后,離不開(kāi)傳感技術(shù)的默默支持。在此次報告中,牛利研究員介紹了為了滿(mǎn)足日益增長(cháng)的移動(dòng)分析檢測需求,國內外研究人員所開(kāi)發(fā)的各類(lèi)基于傳感技術(shù)的智能移動(dòng)設備分析檢測方法。
據介紹,目前有很多研究者致力于將智能移動(dòng)設備作為傳感裝置的探索,將其應用于不同的分析檢測領(lǐng)域。依照其實(shí)現方式的不同,可將基于智能移動(dòng)設備的分析檢測方法分為三類(lèi):一是以智能移動(dòng)設備內置的傳感器為基礎,配合相關(guān)的應用,直接對一些物理量或人體特征進(jìn)行檢測;二是以智能移動(dòng)設備內置的傳感器為基礎,配合相關(guān)的檢測附件,再加上相關(guān)的應用軟件和數據處理算法,對被測對象進(jìn)行檢測;第三種是采用獨立的外部便攜式檢測設備,兩者之間通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)的通信方式傳遞數據,或將智能移動(dòng)設備內置的傳感器與外部傳感器相結合,實(shí)現更加復雜的檢測功能。無(wú)論是采取哪種方式,新型的、高效的微型化傳感器件都是移動(dòng)分析檢測設備的重要組成部分。
牛利表示,近年來(lái)研究者們在傳感器的微型化、移動(dòng)化方面開(kāi)展了大量的研究,已經(jīng)有一些商業(yè)化分析應用產(chǎn)品研制成功,并投入市場(chǎng)。如在生物醫學(xué)方面的應用有:Runtastic 公司的心率檢測應用,通過(guò)智能手機上的攝像頭采集皮膚顏色變化來(lái)監測人的心率;華盛頓大學(xué)醫學(xué)中心開(kāi)發(fā)了一款 iPhone 應用程序,可以運用呼吸的音頻算法來(lái)測量肺活量;在 iOS 設備底部連接便攜式的酒精傳感器件,可以準確地檢測呼出氣體中的酒精含量;根據反射式光學(xué)技術(shù)檢測手指的血容量隨著(zhù)心臟功能的變化,可以獲得用戶(hù)心率、血液氧含量和呼吸頻率等方面的信息。其他相關(guān)的應用還有皮膚含水量測試儀、超聲波成像系統、智能家用血壓計、便攜式腦部掃描儀、手機聽(tīng)診器、移動(dòng)尿檢實(shí)驗室等。
在環(huán)境監測方面,也有不少基于移動(dòng)設備和傳感器的新應用。如墨跡推出的空氣果(編者注:從公開(kāi)消息渠道顯示,截止9月23日銷(xiāo)售2000臺),采用了使用激光散射技術(shù)的傳感器,可以用于監測PM2.5、二氧化碳、溫濕度等數據;Alima內部嵌入了獨特的氣流響應傳感器,可以將VOC、顆粒物、溫濕度等數據結果和建議發(fā)送到移動(dòng)設備上;另外還有紫外線(xiàn)強度監測、室內電磁輻射監測、水體氯氣含量光分析、土壤中TNT光學(xué)檢測、環(huán)境光芯片顯微鏡、魚(yú)塘水體遠程監控及無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )等應用。
此外,還有一些特別的創(chuàng )新應用,如臺灣Opaike公司推出激光演示器應用,通過(guò)在耳機插孔中插入一個(gè)精細的小光釘,即可用作演示文檔翻頁(yè);蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)研究人員基于手機的慣性傳感器將普通的Adroid智能手機變成了移動(dòng)的3D掃描儀……
基于電化學(xué)傳感器的移動(dòng)檢測系統有著(zhù)許多優(yōu)點(diǎn),因為電化學(xué)分析方法本身具有檢測靈敏度高、選擇性好、設備簡(jiǎn)單、操作方便和應用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),并且許多方法便于自動(dòng)化,可用于連續、自動(dòng)及遙控測量。
在報告最后,牛利研究員介紹了自己的課題組所做的一些電化學(xué)傳感器研究工作,以及這些研究成果與移動(dòng)設備的聯(lián)接應用。如無(wú)線(xiàn)數據傳輸電化學(xué)系統、人體酒精含量電化學(xué)傳感芯片、便攜式雙酚A電化學(xué)檢測系統、多通道電位分析系統、毒害氣體電化學(xué)傳感分析,以及與其他單位合作推出的智能家居化學(xué)傳感系統等。
雖然,目前這些產(chǎn)品銷(xiāo)售并未顯示出良好業(yè)績(jì),有些應用甚至給人以“無(wú)厘頭”的感覺(jué);但是,隨著(zhù)移動(dòng)設備和傳感器結合越來(lái)越緊密,產(chǎn)品、應用也會(huì )越來(lái)越完善,類(lèi)似當年只能接、打電話(huà)的“大哥大”,最終能進(jìn)化成今天功能繁多的“智能手機”;今天的智能移動(dòng)設備與傳感器結合之路,誰(shuí)能說(shuō)就一定沒(méi)有“春天”?