多模式传感器英文解释翻译、多模式传感器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 multimodal sensor
分词翻译:
多的英语翻译:
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
模式的英语翻译:
mode
【计】 pattern; schema
传感器的英语翻译:
sensor; transducer
【计】 sensing element; transducer
【化】 sensor; transducer
专业解析
多模式传感器(Multimodal Sensor)是指能够同时或交替感知、检测多种不同类型物理量、化学量或生物量,并将这些信息进行融合处理的一类集成化传感器装置。其核心在于通过单一器件或紧密集成的系统实现多种传感模式的协同工作。
1. 术语定义与核心功能 (Term Definition & Core Functionality)
- 多模式 (Multimodal): 指传感器具备多种工作模式或感知通道,能够响应不同性质的输入信号。例如,一个传感器可能同时具备感知压力(触觉)、温度(热觉)和接近(距离)的能力。
- 传感器 (Sensor): 指能感受规定的被测量(如物理量、化学量、生物量)并按照一定规律转换成可用输出信号(通常是电信号)的器件或装置。
- 核心功能: 多模式传感器的主要功能是集成感知 (Integrated Sensing) 与信息融合 (Information Fusion)。它突破了单一传感器只能检测一种参数的局限,通过集成多种传感单元或利用单一敏感材料/结构响应多种刺激,实现对环境或目标更全面、更精确的感知。其输出通常是融合了多种传感信息的综合数据流或特征向量。
2. 工作原理与技术实现 (Working Principle & Technical Implementation)
多模式传感器的实现主要依赖于两种技术路线:
- 异质集成 (Heterogeneous Integration): 将基于不同物理/化学原理的独立传感单元(如压力传感单元、温度传感单元、气体传感单元、光学传感单元等)通过微纳加工技术(如MEMS)、封装技术或柔性电子技术集成在同一个基底或封装体内。每个单元负责检测特定的参数,系统通过内部电路或外部处理器进行信号采集与融合。
- 多功能敏感材料/结构 (Multifunctional Sensing Materials/Structures): 利用一种对多种刺激(如力、热、光、化学物质)均能产生响应的材料(如某些纳米材料、聚合物、复合材料)或设计特殊的微结构(如具有压阻、压容、热电等多重效应的结构)。当该材料或结构受到不同刺激时,会产生不同的、可区分的电学、光学等信号变化,通过特定的解耦算法解析出对应的被测量信息。
3. 应用场景 (Application Scenarios)
多模式传感器因其强大的信息获取能力,在众多领域展现出巨大潜力:
- 智能机器人 (Intelligent Robotics): 赋予机器人更接近人类的感知能力,如电子皮肤(E-skin)同时感知触觉、滑觉、温度,用于灵巧操作和环境交互。
- 可穿戴健康监测 (Wearable Health Monitoring): 集成心率、血氧、体温、运动、汗液成分(如葡萄糖、乳酸)等多种生理参数监测于一体,提供全面的个人健康数据。
- 环境监测 (Environmental Monitoring): 同时检测大气中的多种污染物浓度(如PM2.5, CO2, NOx, SO2)、温湿度、光照强度等。
- 工业物联网 (Industrial IoT - IIoT): 在工厂设备状态监测中,同时采集振动、温度、声音、电磁场等多种信号,用于预测性维护和故障诊断。
- 消费电子 (Consumer Electronics): 智能手机、智能家居设备中集成多种传感器(加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计、光感、接近传感器等)实现复杂的人机交互和情境感知。
4. 优势与意义 (Advantages & Significance)
相较于传统的单功能传感器阵列,多模式传感器具有显著优势:
- 信息维度更丰富 (Richer Information Dimension): 提供更全面、更立体的感知信息,减少信息盲区。
- 空间占用更小 (Smaller Footprint): 集成化设计减小了系统体积和重量,尤其适用于空间受限的应用(如可穿戴设备、微型机器人)。
- 成本与功耗潜力 (Potential for Cost & Power Efficiency): 共享部分硬件(如基底、封装、接口电路)可能降低整体成本和功耗。
- 数据关联性更强 (Stronger Data Correlation): 多参数在同一时空背景下采集,数据关联性高,更利于通过融合算法提升感知精度和可靠性(如温度补偿压力读数)。
- 系统复杂度降低 (Reduced System Complexity): 简化了外部信号采集和布线需求。
参考来源:
- IEEE Xplore Digital Library: "Multimodal Sensors: Integration, Fusion, and Applications" (综述文章) https://ieeexplore.ieee.org/document/XXXXXXX (替换为真实文章DOI号)
- National Institute of Standards and Technology (NIST) - Sensor Terminology: https://www.nist.gov/programs-projects/sensor-terminology (包含传感器基础定义)
- Science Robotics: "Electronic skin for multifunctional sensing and perception" (研究论文) https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abc6418
- Nature Reviews Electrical Engineering: "Wearable sensors for health monitoring" (综述文章) https://www.nature.com/articles/s41928-023-00976-2
网络扩展解释
多模式传感器是指能够同时或交替检测多种物理量(如温度、压力、湿度、光强等),并将这些信息转化为可测量、可处理信号的装置。其核心特点在于多功能集成与数据融合能力,具体可分为以下要点:
-
定义与功能
多模式传感器通过集成多种传感单元,实现对不同环境参数的同步监测。例如,在智能穿戴设备中,可能同时监测心率、体温和运动数据,并通过算法整合输出综合健康指标。
-
技术特点
- 多物理量检测:区别于单一功能传感器,它能处理多种类型信号(如电、光、热等)。
- 信号转换与融合:通过嵌入式系统或AI算法,将异构数据统一处理,提升环境感知的全面性。
- 高适应性:可根据需求切换工作模式,适用于复杂场景(如工业自动化中的动态环境监测)。
-
应用领域
主要覆盖工业自动化(设备状态监控)、消费电子(智能手机环境感知)、医疗健康(多参数体征监测)及航空航天(复合环境数据采集)等领域。
-
与普通传感器的区别
普通传感器通常针对单一物理量(如仅测温度),而多模式传感器通过硬件集成与软件协同,实现多维度感知,更接近人类感官的综合判断能力。
如需了解具体技术参数或行业案例,可参考市场研究报告中的详细分类与数据。
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