如何用印刷電子技術(shù)制造AI所需的傳感器陣列

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，用印刷電子技術(shù)制造傳感器陣列，在醫(yī)療、環(huán)境和工業(yè)應(yīng)用具有很大的前景，但該技術(shù)仍處于早期階段。

印刷電子技術(shù)

顧名思義，印刷電子（Printed Electronics，簡(jiǎn)稱PE）技術(shù)是使用不同電學(xué)性質(zhì)材料的“油墨”印刷在各種襯底上，從而形成電子器件的方法。印刷電子可以制造輕薄而柔性的器件，這是傳統(tǒng)的剛性電子產(chǎn)品無(wú)法做到的。該技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)還包括可印刷陣列、成本低、外形輕薄和柔韌性強(qiáng)，因而對(duì)制造靈活多樣的傳感器極具吸引力。單個(gè)傳感器只能提供單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，這在人工智能（AI）時(shí)代顯然是不夠的。使用AI的應(yīng)用對(duì)密集型數(shù)據(jù)的需求正在不斷上升，但基于單個(gè)傳感器的解決方案無(wú)法為全面可行的信息提供足夠可靠的數(shù)據(jù)量。雖然許多應(yīng)用自稱采用了AI，但實(shí)際上其功能受到它們集成的人工智能程度多少的限制。例如，連接數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的恒溫器確實(shí)使用AI，但由于它們只是從內(nèi)部源提取數(shù)據(jù)，外部條件可能導(dǎo)致它們注冊(cè)錯(cuò)誤的讀數(shù)。

對(duì)于制造業(yè)，如果合理部署各類傳感器系統(tǒng)，AI將有助于提高產(chǎn)量并降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。用PE陣列來(lái)制造傳感器系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)更好地收集大量數(shù)據(jù)的方法。擁有更多的傳感器和獲取更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)真正的AI，而不僅僅在“如果”假設(shè)的前提下。材料設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)印刷傳感器系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。為傳感器設(shè)計(jì)最佳的材料，不僅對(duì)傳感器能夠最快和最準(zhǔn)確的反應(yīng)非常重要，而且對(duì)傳感器實(shí)現(xiàn)快速可靠的數(shù)據(jù)采集，并精確地使用AI至關(guān)重要。農(nóng)業(yè)和工業(yè)技術(shù)正在成為傳感器陣列的新興市場(chǎng)，因?yàn)樗鼈兛梢允占罅繑?shù)據(jù)。

例如，輕便而靈活的傳感器系統(tǒng)可以安裝在工廠里用于泵的監(jiān)控，其每秒測(cè)量的次數(shù)能夠達(dá)數(shù)萬(wàn)次。該結(jié)果可以為泵創(chuàng)建獨(dú)特的“指紋”，不僅可以顯示該泵是否工作正常，還可以顯示通過(guò)該泵的材料數(shù)據(jù)。環(huán)境傳感器技術(shù)是另一個(gè)很容易看出材料科學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)差異的領(lǐng)域。例如，在飲用水中需要重點(diǎn)檢測(cè)的污染物，可能在湖水中不需要檢測(cè)。所以，傳感器的設(shè)計(jì)從材料開(kāi)始，是因?yàn)閷⒃肼晱恼嬲饬x的信號(hào)中濾除是至關(guān)重要的。由于AI依賴于提供給它的信息，因此每種類型的傳感器需要適合自身襯底、油墨和保護(hù)層所需的材料。傳感器的性能必須通過(guò)材料設(shè)計(jì)優(yōu)化，以確保其符合制造商的系統(tǒng)規(guī)格。