．「零功耗」傳感器問世 美打算應用於戰場

IEEE Sensor 2016

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0935-970-603 施正偉

來源：OFweek傳感器網

在 11 月初剛剛結束的 IEEE 年度傳感器技術大會 (IEEE Sensor 2016 ) 上，美國國防部高等研究計畫署 ( DARPA ) 向公眾展示了他們能夠實現待機「零功耗」的最新傳感器。

據 DARPA 的項目經理 TroyOlsson 介紹，這種「零功耗」傳感器待機時並絕對的「零功耗」，而是待機時的能量耗損，非常小可以忽略。

之所以能做到這一點，是由於該傳感器使用了先進的微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技術，利用超大規模整合電路的製造技術，將微處理器、微傳感器、控制處理電路，以及供電裝置等模組，集中製造在一個單片矽基板上，形成了一個小巧、緊湊、超低功耗的整體。　

此外，為了減少電能損耗，科學家們還在傳感器的供電方式上，做了更深度的優化。Troy Olsson 稱這種「零功耗」傳感器，能夠利用被探測信號本身的能量，來為傳感器供電，例如電磁波、物理震動、超音波信號等，DARPA 可以將這些被測信號的能量，轉化成自身工作的電能，並通過盡量簡單和低功耗的方式，將探測結果反饋到接收端。

例如當探測到敵方的通訊電磁波時，收發器可能只需要發送一串低功耗的「蜂鳴」信號，以示告警，而無需消耗大量電能，發送最原始的探測數據。

Troy Olsson 介紹，視應用場景而定，「零功耗」傳感器也會搭載一定容量的電池。

除了作為系統最主要的能量來源之外，這些電池還能儲存太陽能板、物理震動能量收集器等裝置，在傳感器待機時，收集到的微小能量，為更長久的待機提供支持。

　　圖示為大規模部署的傳感器網路，只在發送告警訊息時被喚醒

Troy Olsson 表示：「我們希望降低傳感器的功耗，使之能長期部署於戰場而不需更換電池。目前的做法是，在喚醒功耗更大的信號處理器和收發器之前，利用信號本身來驅動系統運行。這一做法目前看來是有效的，經科學家們的測算，憑借這一技術製造的零功耗傳感器，配合恰當的電池技術，將能夠實現在戰場連續工作，至少10 年而不需要更換電池。」

目前有大量美軍在戰場上喪生，其中一個重要原因，就是軍方無法依據理想的方式，來部署傳感器網路。

Troy Olsson 舉例稱，在美軍參戰的海外地區，沿路如果有供電線路，美國國防部就能利用這些供電線路，部署龐大的傳感器網路，監測是否有恐怖分子挖掘道路，安裝簡易爆炸裝置等危險行為。

而事實上，大多情況危險的戰區，都沒有穩定可靠的供電線路，因此當前實際部署的，幾乎所有傳感器，都要依靠電池供電，而這有可能讓更多美軍士兵的生命安全受到威脅，因為在需要替換傳感器電池時，可能讓他們暴露於受伏擊的危險之中。

Troy Olsson 說：「在戰鬥狀態下，我們不能只為了給雞蛋大小的傳感器，換一小塊電池，而讓士兵們遭到危險。」

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