先进感知技术白皮书-41页_1mb

中国移动先进感知技术白皮书总结

核心定义

• 感知是通过各类感知设备获取目标信息的过程，为物联网提供支撑智能决策与控制的数据基础，是构建“万物智联”的核心要素。
• 先进感知技术涵盖传感前沿技术（含新机理、新材料、新工艺、新结构、新算法）和传感融合技术（含通信融合、计算融合、智能融合、能量融合），保障感知系统满足多样化场景需求。

传感前沿技术

新机理

• 量子传感：利用量子力学特性实现超高精度测量，优势包括非破坏性、实时性、高灵敏性、稳定性和多功能，应用范围涵盖军事、交通、航天和医疗等领域。
• 脑电传感：检测大脑电信号，用于医疗、娱乐、军事、教育等行业，区别于传统传感：侵入式（创伤大）与非侵入式（无创但精度低）。

新材料

• 柔性材料：如液态金属、石墨烯等，实现可弯曲、高灵敏电子器件，在医疗、安防、人机交互领域应用广泛。
• 触觉传感：提高机器人操作精度，利用压阻、电容、压电原理，融合人工智能算法实现人体感、动物感，努力提高灵敏方向性。

新工艺

• MEMS工艺：硅微机械加工为核心，提高传感器体积小、功耗低、可靠性、低成本，实现集成化应用。
• 片上光学传感：集成光源、探测器等部件于芯片，支持高性能、低功耗图像识别，有利于无源化和小型化。
• 微流控技术：利用微通道实现高效生物检测，如肿瘤分析、水质检测。

新结构

• 仿生传感：模仿视网膜、触觉系统实现高效自适应，如仿生视觉和触觉技术。
• 堆栈式结构：三维堆叠提高图像质量、降低噪声，用于智能成像与自动控制。

新算法

• 深度学习用于气味传感：实现复杂数据抽象，提高识别多种气体能力。
• 数据压缩与感内计算：利用AI与算法减少冗余，提升端侧处理效率。

传感融合技术

通信融合

• 广域通信：蜂窝网络支持大范围感知。
• 无源物联网：通过能量采集与无线通讯，实现免维护部署，提升感知能力。

计算融合

• 数据压缩与感内计算：减少信息传输量，节省资源消耗。
• 异构计算：CPU、GPU、FPGA协同处理以提升效率，实现负载均衡与资源共享优化。

智能融合

• 智能微系统：集成感知、存储、计算等功能，具自供能、微控制特征，用于智能交通、城市建设、安防等行业。

能量融合

• 环境能量采集：从光、风、温、RF等获取能量支持传感器供能。
• 能量管理机制：采集管理、存储管理与动态分配，支持长时间独立工作，减少维护成本。

技术趋势与展望

• 五新四融合策略：新机理、新材料、新工艺、新结构、新算法与通信、计算、智能、能量融合相结合，引导感知系统发展。
• 应用目标：微型化、集成化、无线化、柔性化、智能化与无源化实现。
• 未来挑战：提高算法精度、降低成本、集成复杂系统。

参编单位

中国移动通信研究院、电子科技大学、重庆大学、中国仪器仪表学会、北京理工大学等多家合作单位，为技术发展提供多元支持。