多模式傳感器英文解釋翻譯、多模式傳感器的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 multimodal sensor
分詞翻譯:
多的英語翻譯:
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
模式的英語翻譯:
mode
【計】 pattern; schema
傳感器的英語翻譯:
sensor; transducer
【計】 sensing element; transducer
【化】 sensor; transducer
專業解析
多模式傳感器(Multimodal Sensor)是指能夠同時或交替感知、檢測多種不同類型物理量、化學量或生物量,并将這些信息進行融合處理的一類集成化傳感器裝置。其核心在于通過單一器件或緊密集成的系統實現多種傳感模式的協同工作。
1. 術語定義與核心功能 (Term Definition & Core Functionality)
- 多模式 (Multimodal): 指傳感器具備多種工作模式或感知通道,能夠響應不同性質的輸入信號。例如,一個傳感器可能同時具備感知壓力(觸覺)、溫度(熱覺)和接近(距離)的能力。
- 傳感器 (Sensor): 指能感受規定的被測量(如物理量、化學量、生物量)并按照一定規律轉換成可用輸出信號(通常是電信號)的器件或裝置。
- 核心功能: 多模式傳感器的主要功能是集成感知 (Integrated Sensing) 與信息融合 (Information Fusion)。它突破了單一傳感器隻能檢測一種參數的局限,通過集成多種傳感單元或利用單一敏感材料/結構響應多種刺激,實現對環境或目标更全面、更精确的感知。其輸出通常是融合了多種傳感信息的綜合數據流或特征向量。
2. 工作原理與技術實現 (Working Principle & Technical Implementation)
多模式傳感器的實現主要依賴于兩種技術路線:
- 異質集成 (Heterogeneous Integration): 将基于不同物理/化學原理的獨立傳感單元(如壓力傳感單元、溫度傳感單元、氣體傳感單元、光學傳感單元等)通過微納加工技術(如MEMS)、封裝技術或柔性電子技術集成在同一個基底或封裝體内。每個單元負責檢測特定的參數,系統通過内部電路或外部處理器進行信號采集與融合。
- 多功能敏感材料/結構 (Multifunctional Sensing Materials/Structures): 利用一種對多種刺激(如力、熱、光、化學物質)均能産生響應的材料(如某些納米材料、聚合物、複合材料)或設計特殊的微結構(如具有壓阻、壓容、熱電等多重效應的結構)。當該材料或結構受到不同刺激時,會産生不同的、可區分的電學、光學等信號變化,通過特定的解耦算法解析出對應的被測量信息。
3. 應用場景 (Application Scenarios)
多模式傳感器因其強大的信息獲取能力,在衆多領域展現出巨大潛力:
- 智能機器人 (Intelligent Robotics): 賦予機器人更接近人類的感知能力,如電子皮膚(E-skin)同時感知觸覺、滑覺、溫度,用于靈巧操作和環境交互。
- 可穿戴健康監測 (Wearable Health Monitoring): 集成心率、血氧、體溫、運動、汗液成分(如葡萄糖、乳酸)等多種生理參數監測于一體,提供全面的個人健康數據。
- 環境監測 (Environmental Monitoring): 同時檢測大氣中的多種污染物濃度(如PM2.5, CO2, NOx, SO2)、溫濕度、光照強度等。
- 工業物聯網 (Industrial IoT - IIoT): 在工廠設備狀态監測中,同時采集振動、溫度、聲音、電磁場等多種信號,用于預測性維護和故障診斷。
- 消費電子 (Consumer Electronics): 智能手機、智能家居設備中集成多種傳感器(加速度計、陀螺儀、磁力計、氣壓計、光感、接近傳感器等)實現複雜的人機交互和情境感知。
4. 優勢與意義 (Advantages & Significance)
相較于傳統的單功能傳感器陣列,多模式傳感器具有顯著優勢:
- 信息維度更豐富 (Richer Information Dimension): 提供更全面、更立體的感知信息,減少信息盲區。
- 空間占用更小 (Smaller Footprint): 集成化設計減小了系統體積和重量,尤其適用于空間受限的應用(如可穿戴設備、微型機器人)。
- 成本與功耗潛力 (Potential for Cost & Power Efficiency): 共享部分硬件(如基底、封裝、接口電路)可能降低整體成本和功耗。
- 數據關聯性更強 (Stronger Data Correlation): 多參數在同一時空背景下采集,數據關聯性高,更利于通過融合算法提升感知精度和可靠性(如溫度補償壓力讀數)。
- 系統複雜度降低 (Reduced System Complexity): 簡化了外部信號采集和布線需求。
參考來源:
- IEEE Xplore Digital Library: "Multimodal Sensors: Integration, Fusion, and Applications" (綜述文章) https://ieeexplore.ieee.org/document/XXXXXXX (替換為真實文章DOI號)
- National Institute of Standards and Technology (NIST) - Sensor Terminology: https://www.nist.gov/programs-projects/sensor-terminology (包含傳感器基礎定義)
- Science Robotics: "Electronic skin for multifunctional sensing and perception" (研究論文) https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abc6418
- Nature Reviews Electrical Engineering: "Wearable sensors for health monitoring" (綜述文章) https://www.nature.com/articles/s41928-023-00976-2
網絡擴展解釋
多模式傳感器是指能夠同時或交替檢測多種物理量(如溫度、壓力、濕度、光強等),并将這些信息轉化為可測量、可處理信號的裝置。其核心特點在于多功能集成與數據融合能力,具體可分為以下要點:
-
定義與功能
多模式傳感器通過集成多種傳感單元,實現對不同環境參數的同步監測。例如,在智能穿戴設備中,可能同時監測心率、體溫和運動數據,并通過算法整合輸出綜合健康指标。
-
技術特點
- 多物理量檢測:區别于單一功能傳感器,它能處理多種類型信號(如電、光、熱等)。
- 信號轉換與融合:通過嵌入式系統或AI算法,将異構數據統一處理,提升環境感知的全面性。
- 高適應性:可根據需求切換工作模式,適用于複雜場景(如工業自動化中的動态環境監測)。
-
應用領域
主要覆蓋工業自動化(設備狀态監控)、消費電子(智能手機環境感知)、醫療健康(多參數體征監測)及航空航天(複合環境數據采集)等領域。
-
與普通傳感器的區别
普通傳感器通常針對單一物理量(如僅測溫度),而多模式傳感器通過硬件集成與軟件協同,實現多維度感知,更接近人類感官的綜合判斷能力。
如需了解具體技術參數或行業案例,可參考市場研究報告中的詳細分類與數據。
分類
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