沒(méi)有傳感器就沒(méi)有數(shù)字化和智能化。傳感器是智能化系統(tǒng)的第一關(guān)，它的水平?jīng)Q定了智能化系統(tǒng)及其儀器設(shè)備的水平。傳感器技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際上信息高端器件領(lǐng)域的研究前沿，在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等領(lǐng)域均發(fā)揮著不可替代的作用。比如一輛汽車會(huì)安裝壓力、溫度、位置、聲音、光、電等超過(guò)100種傳感器，由車載電腦進(jìn)行處理，幫助駕駛員作出判斷。對(duì)數(shù)據(jù)的智能化分析降低了駕駛汽車的難度，讓汽車變得更安全、更好開(kāi)。更進(jìn)一步，無(wú)人駕駛汽車通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)獲取道路信息，一旦發(fā)現(xiàn)障礙物，便通過(guò)智慧分析及時(shí)避讓。城市中高樓大廈、橋梁、隧道等建筑，也需要通過(guò)視頻、溫度、壓力和煙霧等傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控安全狀況，當(dāng)數(shù)據(jù)匯總到一起，智能化系統(tǒng)便會(huì)及時(shí)分析，凝練出少量關(guān)鍵信息供使用者作出決策。甚至在未來(lái)，人類的感官也可以借助傳感器變得更加強(qiáng)大，構(gòu)建起智能化系統(tǒng)。

智能傳感器開(kāi)拓新應(yīng)用場(chǎng)景

當(dāng)前，各類傳感器都處在進(jìn)一步提升性能、降低成本，向數(shù)字化、智能化、小型化微型化、綠色低碳、可穿戴等方向進(jìn)化，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。其中，智能傳感器、柔性傳感器、新原理傳感器的研發(fā)具有代表性意義，有望塑造新的工作生活方式。

發(fā)展智能傳感器是重要趨勢(shì)。借助智能傳感技術(shù)，人們?cè)O(shè)計(jì)制造出具備獲取、存儲(chǔ)、分析信息功能的各種傳感單元及微系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低成本、高精度信息采集。智能傳感器廣泛應(yīng)用在機(jī)器人、無(wú)人駕駛、智能制造、運(yùn)動(dòng)定量監(jiān)測(cè)等方面，還可用于開(kāi)發(fā)無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)健康監(jiān)測(cè)器件等。近年來(lái)流行的動(dòng)態(tài)血糖儀是個(gè)很好的例子。糖尿病患者將柔性傳感器無(wú)痛置入身體，傳感器每5分鐘測(cè)一次血糖值，并傳送到手機(jī)應(yīng)用中?；颊呖梢杂^察血糖曲線變化，及時(shí)通過(guò)飲食和運(yùn)動(dòng)等方法調(diào)節(jié)血糖，有的患者甚至由此告別了藥物和胰島素治療。此外，人們還在研發(fā)可降解電子器件，讓智能傳感器更好助力低碳環(huán)保生活。

發(fā)展柔性傳感器是另一趨勢(shì)。許多應(yīng)用場(chǎng)景要求傳感器制備在柔性基質(zhì)材料上，并具有透明、柔韌、延展、可自由彎曲甚至折疊、便于攜帶、可穿戴等特點(diǎn)。目前制備柔性傳感器的常用傳感材料有碳基材料（炭黑、碳納米管和石墨烯等）、金屬納米材料（金屬納米線、金屬納米顆粒等）、高分子聚合物和蛋白纖維等。例如一種具有可拉伸、抗撕裂和自我修復(fù)能力的交聯(lián)超分子聚合物薄膜電極材料，可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性電子器件。將集成多功能的柔性傳感器與柔性印制電路結(jié)合，可以制成“智能帶”，把它穿戴在身體的不同部位，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析生理信息，幫助人們特別是感官退化的群體了解自身健康狀況。

新原理傳感器也在不斷出現(xiàn)。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，新的規(guī)律陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，人們正利用這些科學(xué)新認(rèn)知制備傳感器。同時(shí)，技術(shù)進(jìn)步也對(duì)基礎(chǔ)研究提出新要求。在生活中，人們希望提高相機(jī)的像素、靈敏度、速度等性能參數(shù)；在高速實(shí)驗(yàn)中，需要可以記錄飛秒尺度信息的條紋相機(jī)；在量子通信中，需要靈敏度達(dá)到單光子的光電探測(cè)器；在空天科技中，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體和冷目標(biāo)的探測(cè)，等等。這就要求科學(xué)家們進(jìn)一步探索物理世界，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象新規(guī)律，提升傳感器性能。

隨著科技快速發(fā)展，新材料新工藝不斷投入應(yīng)用，性能更強(qiáng)、種類更豐富、智能化水平更高的傳感器將創(chuàng)造更多工作生活新場(chǎng)景，幫助人們“感受”美好生活。

（作者為中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員）

褚君浩，中國(guó)科學(xué)院院士，紅外物理學(xué)家、半導(dǎo)體物理和器件專家，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員，東華大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)。他是我國(guó)培養(yǎng)的第一個(gè)紅外物理博士，從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始，他就專注于紅外探測(cè)器的研究，并與湯定元、徐世秋兩位科學(xué)家研究了一種全新的半導(dǎo)體材料，創(chuàng)造性地提出了測(cè)算這種材料特性的公式，該公式最終以三位中國(guó)科學(xué)家的名字命名，被稱為CXT公式，成為判斷紅外探測(cè)器新材料、新結(jié)構(gòu)的參照標(biāo)準(zhǔn)。他的專著《窄禁帶半導(dǎo)體物理學(xué)》，被國(guó)外20多個(gè)研究機(jī)構(gòu)作為相關(guān)材料和器件研究的理論依據(jù)。