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微机电系统(MEMS)是由电子和机械部件组成的微型器件。近年来，许多传感器设计利用MEMS技术的高精度和微型化优势，以实现特定目标和创新。
那么，电子工程师在设计中使用基于MEMS的传感器可以获得哪些优势呢？以下是三大优势。
(来源：Adobe AI Generated)
一、高精度
电子工程师开发具有广泛潜在用例的解决方案时，可能会获得更多市场吸引力和利益相关者的关注。这包括将先进的传感器与人工智能相结合，以开发新的用例。
Ainos公司的AI电子鼻(AI Nose)是一个典型例子，它结合了13年的研发经验、专有的AI算法和MEMS传感器。AI电子鼻将气味数字化为“气味ID”，可用于医疗保健、服务机器人和智能制造等应用场景。
采用AI算法的电子气味检测器可以在医疗诊断和工业安全等应用中提供更准确的检测。例如，Water Tower Research报告称，Ainos AI电子鼻在检测半导体环境中的22种挥发性有机化合物时准确率接近80%，在女性健康应用中准确率超过90%。
Ainos的计划包括与关键市场和地区的实体建立战略合作伙伴关系。它与日本一家服务机器人品牌的合作就是这些努力的典型例证，尤其是在日本占据全球机器人产量显著份额的背景下。如果这款搭载MEMS传感器的电子鼻在日本取得进展，其他国家的决策者将更可能认为其值得关注并考虑投资。
这些进展意义重大，因为许多机器人创新正赋予机器原本属于人类的特性。例如，一个团队开发出带有触觉传感器的机器人手指，能够找到埋在沙子和大米中的物体。随着这些新兴应用日益吸引人，越来越多的机构不断突破人形机器人开发的边界，这些能力也将越来越多地应用于新场景。
二、改进的安全性
电子工程师持续探索可行方案，以制造尺寸更小但功能更强的元器件。同时，他们必须关注元器件的方向和位置等因素，确保其不会干扰PCB板的性能。然而，在考虑集成MEMS传感器时，他们还必须考虑元器件的用途及其将收集的数据类型。
在汽车应用中，MEMS传感器可与其他技术结合使用，以提升车辆的牵引力控制系统、制动性能和驾驶辅助功能。
例如，倍耐力(Pirelli)与博世(Bosch)签署了一项联合开发协议，旨在开发一种创新的轮胎监测系统，该系统包含基于MEMS的传感器、算法、模型以及低功耗蓝牙(BLE)连接功能。该解决方案与汽车电子系统集成，可优化轮胎性能。集成的传感器收集数据并实时传输至车辆进行处理，从而提升安全性，并提供定制化的驾驶条件。
三、增强的功能
许多设计人员会评估多种传感器技术，以根据产品目标确定最合适的选择。在许多情况下，他们发现MEMS传感器能提供更高的精度和功能性，尤其是在医疗保健应用中。
例如，意法半导体(ST)最近在其成熟的MEMS技术基础上，开发了用于健康可穿戴设备的ST1VAFE3BX生物传感芯片。除了集成机器学习核心外，这款低功耗产品还内置了用于惯性感知的加速度计。加速度计提供用户运动数据，而生物电势传感器则允许相关应用推断检测信号与身体活动之间的关联。此外，神经处理直接在芯片上完成。
生物电势测量的应用可延伸至大脑、心脏和肌肉的活动，为这些先进传感器开辟了多种有价值的用途。由于该芯片具备完整的垂直模拟前端，能够简化不同类型生命体征的采集，制造商可将其用于检测患者生理与情绪状态的应用中。
医疗可穿戴设备市场备受关注的主要原因之一，在于这些产品能向医疗服务提供者传递患者在两次就诊之间的健康状况信息。若医疗环境通常使人紧张不安，则很难准确判断一个人的真实健康状态。如果医疗人员能参考更广泛的可靠数据，便能做出更有信心的判断。MEMS传感器正使这种可视化成为可能。
尽管MEMS传感器的具体实现方式因应用场景而异，但这些案例表明，成功的应用成果不仅能激励行业利益相关者，也能鼓励设计人员积极寻求创造性解决方案，以应对实际应用中的挑战。
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