中国科学院老科学技术工作者协会

简  报

﹝2023﹞ 第一六九期（总第940期）

中国科学院老科协办公室      2023年11月21日

地质地球所分会组织收看科普论坛

“信息感知技术发展及应用”

11月17日，地质地球所分会组织收看中国科学院老科协主办的科普论坛“信息感知技术发展及应用”的报告。

院老科协宋秋生副理事长主持。中国科学院电子学研究所夏善红研究员做报告。

夏善红是中国科学院电子学研究所研究员，博士生导师，在清华大学、中国科学院电子所、英国剑桥大学分别获得学士、硕士、博士学位。获得英国皇家学会皇家奖学金和美国加州大学伯克利分校奖学金。曾任中国科学院电子所副所长，传感技术国家重点实验室主任，国家973项目首席科学家，固态传感器执行器和微系统国际会议大会主席。多年从事传感器和微系统技术研究，主要研究方向包括电磁传感器，水环境监测传感器，微传感器、集成芯片技术等，并取得多项创新性研究成果。发表论文200余篇。

夏善红研究员首先介绍了传感技术的重要作用。传感、通信和计算机技术分别被比作信息领域的“感官”、“神经”和“大脑”，传感器是信息感知和信息获取的基础器件。

传感器作为物联网的感知层，是物联网产业的基础，它把待测量转换成电信号输出。电信号有物理量，如温度、机械量压力、加速度、角速度；电学量的有电场、磁场、电压、电流；气体量的有乙醇、氧气、一氧化碳，水污染的COD、总磷、总氮；生物量的有血糖、酶、蛋白、细菌等。

传感器应用广泛，种类繁多，有2-3万种。如智能交通（无人驾驶），工业（自动控制），农业（温度、湿度，养分），环境监测（空气、水），公共安全和国防。

我们身边的传感器有温度传感器，汽车传感器，手机里的传感器很多。智能手机有十几种传感器，1.指纹传感器，能加密和解锁；2.光传感器，能根据光线强弱来调节屏幕亮度；3.重力传感器，使手机横竖屏智能切换，4.图像传感器，CCD或CMOS，摄像头，照相；5.磁场传感器，测量地磁场，手机指南针，辅助导航等。

健康监护传感器有电子血压计（压力传感器），腕表（体温、脉率、血氧等传感器），血糖仪（葡萄糖传感器）。

天地一体化的地球观测（千里眼，顺风耳）。红外传感器用于气象卫星，为气象发挥重要作用。

微纳传感器的研究与应用有物理量和化学量两方面。  

a.物理量方面是MEMS电场传感器

我们周围时刻存在电场。雷电是由于大气电场强度超过一定数值时触发的发电现象。强电场可能引发事故，在航空航天方面，如飞机遭雷击，航天发射遭雷击。雷击造成电网输电线路跳闸、输变电设备故障。石油化工行业是雷电、静电引发事故的敏感行业。还会引发铁路交通事故。

电场传感器的研究得到广泛应用。

航空航天、国防：卫星、导弹等飞行器发射安全保障。

电网：非接触式电压检测，绝缘子缺陷检测。

气象：雷电预警，人工影响天气。

工业：石油化工行业静电测量，工业静电安全监控。

科学研究：大气电学研究，地震预报研究，沙尘暴研究。

b.化学量方面是水环境监测传感器系统。

水环境污染的威胁，如2007年太湖蓝藻大量繁殖，严重影响了引用水源，造成蓝藻爆发的主要原因是氮和磷的污染。现在采取了无线传感器网络监测，对总磷和总氮进行监测。

智能传感器，集成电路技术与信息处理技术的发展，促进了传感器的智能化。

集成式智能电子皮肤，显著提高智能机器人的触觉传感能力，可用于智能人机交互、仿生机器人、环境交互、医疗等领域。

触觉传感器，实现触感、物感、温感等多种感知的原位集成，应用于机器人手感知系统，利用深度学习方法将感知转变为机器人对物品的认知，实现了对抓握物品形状、大小、温度和材质等多属性的高精准识别。利用具有多维触觉感知的机器手进行垃圾分类的应用，实现了对七类垃圾物品的高准确识别。

传感器发展趋势，对于智能传感器系统来说，其功能更强，复合敏感功能，自校准、自诊断、自补偿、自修复功能，感存一体化（信息存储功能、数据处理功能），自学习与自适应功能。其应用也更加广泛。

夏善红研究员最后提到：

1、传感技术是一个多学科交叉的研究领域，基础科学问题与应用技术问题并存。

2、传感器是以应用为目标的科学技术，从原理研究和应用研究到产业化，研究周期长，往往十余年磨一剑。

3、我国传感器技术发展任重道远，需要业界共同努力。

报告后，宋秋生副理事长对夏善红研究员应邀在科普论坛报告表示感谢。宋秋生副理事长说，现今社会生活，传感器无处不在。传感器什么样子，如何运用，刚才夏善红老师从信息感知技术的概况、研究应用举例和展望，做了一场精彩的报告。报告使我们认识到感知技术是信息技术领域的基础，是构建互联网的技术与核心，是信息产业的重要环节，也是新一代技术的重要支撑。感知技术通过各种传感器，通信技术和数据信息处理技术来实现对物理世界的感知认识和理解，进而实现智能控制。同时也使我们认识到，传感器从力学量到电子量传感器发展的历程。也使我们看到了信息传感技术在众多技术领域的应用，如智能家具、智能交通、农业生产、医疗健康、气象、监测等方面的应用。通过老师的举例，我们了解到科研人员针对国家社会的需求，在电场传感器、微电场传感器、水监测传感器方面的研究，对服务于航空运行，航天发射、国家电网运行，保证安全、避免重大事故的发生，做出了突出贡献。也看到了水底监测传感器的研究，对保证绿水青山，建设美好家园所做出的贡献。我们深深感谢，再一次感谢夏老师所做的精彩报告。

地质地球所分会的退休人员听报告后，感触很深，感到传感器的发展太快了。前几年刚把扫地机器人引入家庭，现在又出现了仿生机器人，触感、物感、温感的机器人，并实现了对七类垃圾物品高准确识别的机器人等等。

地质地球所的科研工作中，有应用科学的研究。装备有海底地震仪、电离层测高仪、磁力仪、电磁法勘探仪等。为适应不同的测量对象，我们的科研人员都对其传感器进行改进，完成了新的科研任务。

图一.报告截频一

图二.报告截频二

图三.报告截频三

图四.会员们在收看

（中国科学院老科协地质地球所分会供稿）