傳感器被列為十大科技之首,它究竟有什么特別之處?
誰能知道,中國(guó)需要發(fā)展的科技有哪些?是開發(fā)芯片,還是普及5G?或者你想到的皆有,但無論是哪項(xiàng)技術(shù),都離不開一個(gè)被人忽略的設(shè)備:傳感器。
很多人不理解,為何小小的傳感器這么厲害,在日本,傳感器被列為過十大科技之首,而在工商界更是傳出一句話:誰支配了傳感器,誰就能支配了新時(shí)代。
如果你還不相信,單單看中、美、德等部分國(guó)家,已將傳感器作為了未來重大科技項(xiàng)目,投入大量的研發(fā)人員,試圖從傳感器上搶先一步進(jìn)行突破,從這一點(diǎn)看,就足以證明傳感器的重要程度。
傳感器是什么?
但對(duì)于正在看文章的小伙伴來講,甚至不知道傳感器到底是什么,它的作用又是什么,對(duì)于很多人都極為陌生的一件裝備,又有什么能力可以改變世界。
首先,對(duì)于傳感器,我們可以先從它名字的字面意思進(jìn)行理解,將傳感器三個(gè)字拆開來講,就是感應(yīng)和轉(zhuǎn)化的設(shè)備,他可以感受到來自外界的各種信息,包括溫度,濕度,光線,風(fēng)速,聲音等,然后經(jīng)過自身轉(zhuǎn)換,將收集到的訊息轉(zhuǎn)化為一種電信號(hào),(電流、電壓),有了傳感器,我們生產(chǎn)出來的機(jī)器才能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。
傳感器單獨(dú)聽或許覺得十分陌生,但它確實(shí)無時(shí)無刻不在我們的身邊,方便我們的生活,比如我們平時(shí)時(shí)刻用的手機(jī),它有特別多的功能,這些功能就是通過傳感器來實(shí)現(xiàn)的。在我們平時(shí)拍照的時(shí)候,鏡頭先捕捉到外界的光線,然后傳遞給傳感器,傳感器檢測(cè)到之后,立刻將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)過一系列的操作,就會(huì)形成完整的圖像,也就是我們平時(shí)所看到的照片。這就是圖像傳感器,它是手機(jī)可以拍出好看照片的核心。
在我們的生活中,像小小的指南針,以及發(fā)燒時(shí)候使用的溫度計(jì),都是利用了傳感器的原理。這些東西看似微不足道,但是已經(jīng)在逐漸改變了世界。傳感器還被應(yīng)用到了最關(guān)鍵的軍事領(lǐng)域,是提升國(guó)防實(shí)力的重要技術(shù)。
關(guān)于傳感器這一技術(shù)的發(fā)展,從古時(shí)候就有了,后來經(jīng)歷過了第一代、第二代、第三代傳感器的發(fā)展,演變到了如今的傳感器技術(shù)大爆炸的現(xiàn)象。關(guān)于傳感器技術(shù)到底是什么,讓我們大家一起往下看,會(huì)對(duì)傳感器技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
傳感器其實(shí)古代就有了,它就是我國(guó)古代的四大發(fā)明之一指南針。指南針在古代是時(shí)候被叫做司南,它可以感應(yīng)地球的磁場(chǎng),然后進(jìn)行地理位置方向的定位。
指南針的發(fā)明可以說是改變了世界,它后來入了歐洲,迎來了歐洲大航海時(shí)代,加快了世界的經(jīng)濟(jì)、政治和文化的融合。后來在東漢朝代的科學(xué)家張衡還發(fā)明了地動(dòng)儀,它能夠感應(yīng)到地震發(fā)生的方位,哪個(gè)方位有地震,該方向龍口所含龍珠即落入蟾蜍口中。
根據(jù)史料記載,這個(gè)地動(dòng)儀的確能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地震發(fā)生的方位,這也稱得上是一個(gè)感應(yīng)器。傳感器從古代到現(xiàn)代,經(jīng)歷了大致三代的進(jìn)化。
隨著高科技時(shí)代的來臨,集成傳感器將和科技進(jìn)行結(jié)合,發(fā)明出來了第三代智能傳感器,那就是智能傳感器。
智能傳感器相比上一代傳感器,有了一個(gè)微型的處理機(jī),能夠進(jìn)行自己的處理,將信息進(jìn)行高精度的采集、多軟件快速處理和高效率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。智能傳感器可以說是真正地實(shí)現(xiàn)了萬物互聯(lián),具有非常優(yōu)秀的人工智能技術(shù),能夠提高傳感器的精度和可靠性,實(shí)現(xiàn)了傳感器的多功能化。
除此之外,它也大幅地降低了傳感的人工成本,具有一定的編程自動(dòng)化能力和通信診斷能力,運(yùn)用在醫(yī)療設(shè)備、交通出行、生物實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。
自動(dòng)駕駛汽車在三維物理世界中運(yùn)行,必然要求對(duì)物理世界進(jìn)行更加深刻的三維理解。當(dāng)前的高級(jí)別輔助駕駛在道路上不斷出現(xiàn)各種各樣的事故,這些事故的發(fā)生很大程度上是由于沒有識(shí)別到未被樣本庫(kù)所覆蓋的異形、非標(biāo)等物體,比如一輛拉著一棵樹的貨車等,而這些corner case是無法被窮盡的。對(duì)于行車環(huán)境的實(shí)時(shí)稠密3D建模不僅可以識(shí)別異形和非標(biāo)等物體,還能判斷路面坑洼與起伏,這無疑將大大提升自動(dòng)駕駛的安全級(jí)別。當(dāng)前自動(dòng)駕駛的3D環(huán)境感知,主要依賴激光雷達(dá)等主動(dòng)投射測(cè)量裝置,但其在分辨率上遠(yuǎn)低于Camera,也不具備顏色信息。隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展,單目深度估計(jì)、雙目立體視覺、SFM、MVS等問題已經(jīng)可以被深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所建模,從而可以基于多目視覺通過AI的方法實(shí)時(shí)生成3D點(diǎn)云,其視覺點(diǎn)云天然與圖像對(duì)齊,并且其分辨率也能達(dá)到圖像分辨率的級(jí)別。因此,如何通過多目視覺實(shí)現(xiàn)高分辨率的實(shí)時(shí)稠密3D建模,即視覺雷達(dá),是另外一個(gè)要解決的關(guān)鍵性問題。
視覺傳感器的信息承載量極高,目前遠(yuǎn)未被充分挖掘,但無論2D圖像成像還是實(shí)時(shí)稠密3D建模都需要強(qiáng)有力的算法和算力進(jìn)行支撐,這需要算法和算力進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。視覺傳感器+算力+算法的傳感器計(jì)算模式,將更加本質(zhì)的推動(dòng)解決自動(dòng)駕駛當(dāng)前面臨的關(guān)鍵問題,即從2D和3D層面對(duì)物理世界進(jìn)行事無巨細(xì)的感知與理解。