Senzori de diverse imagini

Tendinte (de , August 1, 2017)

Nu doar că piaţa senzorilor optico-digitali a cunoscut în ultimii ani o creştere remarcabilă, dar ea promite în continuare o dezvoltare substanţială. De la senzorii din aparatele medicale şi până la cei destinaţi aplicaţiilor militare, sau de la senzorii dotând UAV-uri până la cei pentru termografie pe smartphone, avem o plajă largă de aplicaţii deopotrivă dinamice şi cu perspective generoase.

Aplicări deosebite

Da, analiştii prognozează o creştere susţinută a pieţei de senzori şi respectiv a pieţelor care produc şi consumă asemenea dispozitive digitale. Şi vom enumera mai jos aplicările semnificative în acest sens:

» automobile: de la (deja banalul) senzor de asistenţă la parcare şi până la mulţimea de senzori (de diverse naturi/spectre) necesari pentru autovechiculele autonome (fără şofer);

» UAV-uri (drone) utilate fie pentru filmări documentare fie pentru aplicări profesionale (precum scriam într-un articol din ‘IT Trends’ nr. 2/2017), caz ultim în care respectivii senzori pot să detecteze informaţii şi în afara spectrului vizual;

» protecţie/securitate şi aplicaţii militare, unde vizualul se îmbogăţeşte deseori folosind imaginea în infra-roşu, iar senzorii au de înfruntat cerinţe tot mai presante privind miniaturizarea, viteza de reacţie şi costul;

» domeniul aerospaţial continuă să ceară şi el senzori tot mai pretenţioşi pentru a întări siguranţa zborului şi pentru asistenţă la pilotaj;

» remote sensing, o sintagmă ce include atât imageria satelitară (generând produse finale precum Google Maps ori Bing Maps) cât şi diversele aplicări de ‘3D sensing & perception’ (precum cele folosind senzori LIDAR la generarea de modele 3D pentru forme de relief sau pentru arhitectură urbană);

» medicină şi sănătate: subdomeniu ce cuprinde echipamentele pentru diagnosticare (imagistică medicală) dar şi aparatură pentru terapie sau pentru intervenţii chirurgicale;

» monitorizarea mediului ambiant: calitatea aerului şi a apei, urmărite multi-spectral şi profilate adesea după agenţi patogeni specifici zonei de implementare;

» monitorizarea recoltelor agricole: starea solului, starea vegetaţiei, depistarea dăunătorilor, starea de coacere a fructelor/legumelor, etc;

» asistenţă la automatizarea producţiei de alimente (procesarea cărnii, a vegetalelor, a produselor de sinteză), sau aplicări de siguranţă alimentară (verificări şi certificări ale produselor alimentare);

» smartphone-ul însuşi solicită permanent senzori tot mai potenţi, vizând de la divertisment şi până la aplicări profesionale cu mobilitate mare.

Şi nu am inclus explicit în această listă aplicările din domeniul ceva mai necomercial al cercetării, din care multe direcţii – precum astronomia, telecomunicaţiile, cercetările meteorologia/climatoloigia, seismologia – necesită şi ele (sau chiar participă emulativ la crearea de) senzori pe diverse domenii ale spectrului electromagnetic.

Despre senzorii propriu-zişi

Pentru senzorii de imagine lucrând în spectrul vizual sosesc cerinţe crescătoare atât din sfera industrială (din partea aplicărilor de automatizare a liniilor de producţie), cât şi din sfera “civilă” (precum este cazul fotografiei, unde atât camerele foto cât şi smartphone-urile ridică permanent ştacheta). Presiunea se referă aici la rezoluţia senzorolui (care se doreşte cât mai mare), la viteza de lucru (vedeţi pretenţia de 60 de cadre pe secunde de la camerele video 8K), la eficienţa energetică şi la costul de producţie. Şi senzorii laser pentru scannare 3D (LIDAR) sunt solicitaţi în privinţa eficienţei economice.

Aplicaţiile de termografie, atât civile cât şi militare, doresc senzori de infra-roşu cu rezoluţii şi cu viteze cât mai mari. La preţ cât mai mic. Iar dacă sunt destinaţi unor aplicări mobile (pentru UAV-uri militare sau pentru smartphone-uri), vor trebui să fie cât mai miniaturizaţi. Apropo de această ultimă alăturare, ar fi intersant de notat o schimbare de paradigma (sau măcar de percepţie, pentru noi est-europenii): dacă până mai ieri ştiam/credeam că cercetările din domeniul tehnologiei înalte având ca scop aplicările militare conduc şi determină dezvoltările din domeniul civil, iată că în zilele noastre (şi probabil că şi în cele viitoare) deseori aplicările militare pleacă de la produse comerciale, “din raft” (cum se spune), pentru care beneficiarii solicită furnizorilor anumite adaptări prompte (criteriul dinamismului influenţând şi el piaţa). Un exemplu sugestiv ar fi aici senzorul de imagine infra-roşie ce dotează drona militară Black Hornet (un micro-UAV din dotarea armatele norvegiană şi britanică), senzor dezvoltat iniţial de compania Flir Systems pentru piaţa de smartphone-uri.

 

 

 

 

 

<fig. Drona militară Black Hornet>

Reţinem, aşa cum ne putem imagina plecând de la lista compilată în secţiunea anterioară, că există şi multe aplicări folosind senzori din afara spectrului vizual, fie că sunt senzori multi-spectrali (capabili să jongleze cu mai multe segmente ale spectrului electromagnetic) fie senzori hiper-spectrali (care “privesc” dincolo de limitele noastre biologice, fie înspre IR fie spre UV). Iar la final, în special din perspectiva miniaturizării, vom reitera tendinţa de integrare tehnologică, respectiv de obţinere a senzorului pe acelaşi substrat/wafer de siliciu cu procesoarele de semnal adiacente (în tehnologie CMOS, CCD sau mixtă).

 

 

 

 

 

 

<fig. Aplicaţie IR pentru smartphone>

 


Tags:

Trackbacks

Leave a Trackback