沒有傳感器就沒有數(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。比如一輛汽車會安裝壓力、溫度、位置、聲音、光、電等超過100種傳感器，由車載電腦進行處理，幫助駕駛員作出判斷。對數(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。更進一步，無人駕駛汽車通過傳感器實時獲取道路信息，一旦發(fā)現(xiàn)障礙物，便通過智慧分析及時避讓。城市中高樓大廈、橋梁、隧道等建筑，也需要通過視頻、溫度、壓力和煙霧等傳感器實時監(jiān)控安全狀況，當(dāng)數(shù)據(jù)匯總到一起，智能化系統(tǒng)便會及時分析，凝練出少量關(guān)鍵信息供使用者作出決策。甚至在未來，人類的感官也可以借助傳感器變得更加強大，構(gòu)建起智能化系統(tǒng)。

智能傳感器開拓新應(yīng)用場景

當(dāng)前，各類傳感器都處在進一步提升性能、降低成本，向數(shù)字化、智能化、小型化微型化、綠色低碳、可穿戴等方向進化，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢。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。借助智能傳感技術(shù)，人們設(shè)計制造出具備獲取、存儲、分析信息功能的各種傳感單元及微系統(tǒng)，實現(xiàn)低成本、高精度信息采集。智能傳感器廣泛應(yīng)用在機器人、無人駕駛、智能制造、運動定量監(jiān)測等方面，還可用于開發(fā)無創(chuàng)或微創(chuàng)健康監(jiān)測器件等。近年來流行的動態(tài)血糖儀是個很好的例子。糖尿病患者將柔性傳感器無痛置入身體，傳感器每5分鐘測一次血糖值，并傳送到手機應(yīng)用中?；颊呖梢杂^察血糖曲線變化，及時通過飲食和運動等方法調(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。許多應(yīng)用場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。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，可實時監(jiān)測與分析生理信息，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)新認知制備傳感器。同時，技術(shù)進步也對基礎(chǔ)研究提出新要求。在生活中，人們希望提高相機的像素、靈敏度、速度等性能參數(shù)；在高速實驗中，需要可以記錄飛秒尺度信息的條紋相機；在量子通信中，需要靈敏度達到單光子的光電探測器；在空天科技中，需要實現(xiàn)對高速運動物體和冷目標的探測，等等。這就要求科學(xué)家們進一步探索物理世界，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、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景，幫助人們“感受”美好生活。

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

褚君浩，中國科學(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。他是我國培養(yǎng)的第一個紅外物理博士，從20世紀70年代末開始，他就專注于紅外探測器的研究，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)造性地提出了測算這種材料特性的公式，該公式最終以三位中國科學(xué)家的名字命名，被稱為CXT公式，成為判斷紅外探測器新材料、新結(jié)構(gòu)的參照標準。他的專著《窄禁帶半導(dǎo)體物理學(xué)》，被國外20多個研究機構(gòu)作為相關(guān)材料和器件研究的理論依據(jù)。