感測元件的技術與應用

【作者： 籃貫銘】

近年來，隨著物聯網 (IoT) 和人工智慧 (AI) 的快速發展，環境感知元件作為數據採集的核心，其技術突破和應用也日新月異。環境感知元件，例如感測器和傳感器，能夠感知周圍環境的物理量，如溫度、濕度、壓力、光線、聲音等，並將其轉換為電信號，為智慧系統提供關鍵數據。

本文將深入探討環境感知元件最新的技術突破，包括製程技術、整合技術以及與 AI 的結合，並分析其在智慧交通、環境監測和工業自動化等領域的應用案例，同時探討產業應用所面臨的挑戰。

環境感知元件的技術突破

環境感知元件的技術突破主要集中在以下幾個方面：

微機電系統 (MEMS) 技術

MEMS 技術的發展使得感測器尺寸更小、功耗更低、成本更低，並且可以實現更高的精度和靈敏度。這使感測器可以更容易整合到各種設備和系統中，例如智慧型手機、穿戴式裝置和物聯網設備。

奈米技術

奈米材料的應用，例如奈米線、奈米管和石墨烯，可以顯著提高感測器的性能。例如，使用奈米材料可以提高感測器的靈敏度和穩定性，並使其能夠檢測更微弱的信號。

先進材料

新型材料的應用也顯著提高了感測器的應用性能，例如柔性材料和生物相容性材料，使得感測器可以應用於更廣泛的場景。 像是柔性感測器可以貼合在人體皮膚上，用於監測生理信號；生物相容性感測器可以植入人體內，用於醫療診斷和治療。

當然，選擇合適的感測器技術對於特定應用也是至關重要。表一比較了 MEMS、奈米技術和先進材料在感測器應用中的優缺點：

【欲閱讀更豐富的內容，請參閱2025.03(第400期)環境感知CTIMES出版中心】