Дууны долгион ашиглан мэдрэх технологийн шинэ шилдэг бүтээлүүдийг судлах

Дууны технологийн шинэлэг илрүүлэлтийн ирээдүйн чиглэл

Дууны долгион мэдрэх хүртэл хэмжилтийн хэмжээний хүрээг тэлж буй шинэ хөгжлийн ачаар үйлдвэрт хувьсгалыг үргэлжлүүлж байна. Цахилгаан дууны мэдрэгчийн энэ шинэчлэл нь автоматжуулалт, тээвэр, оюунлаг дэд бүтцийн хэрэглээнд өргөн боломж нээх замаар урт хугацааны асуудлуудад шийдэл олгож байна. Одоогийн цахилгаан дууны мэдрэгчийн системүүд нь нарийн боловсруулалтын болон шинэ хувьсагчийн загварчлалын ачаар үнэмшүү нарийвчлал, зохицох чадвар, оюун ухааны түвшинд хүрч байна. Бага хэмжээтэй хувцаслах төхөөрөмжөөс эхлээд томоохон үйлдвэрлэлийн суурилуулалт хүртэлх хамгийн сүүлийн үеийн цахилгаан дууны мэдрэгчийн хөгжил нь энэ технологийн хэрхэн хөгжиж, шинэ хэрэглээнд орж байгааг харуулж байна. Цахилгаан дууны тухайн үндсэн зарчимуудыг орчин үеийн боловсруулах чадварын хүчтэй хослуулах нь илүү оюунлаг, хариу үйлдэл сайтай, бүхэлд нэгтгэсэн шийдлүүдийг бий болгодог.

Хувьсагчийн технологийн шинжлэх ухааны нээлтүүд

MEMS-Суурилсан цахилгаан дууны мэдрэгчид

Микро цахилгаан механик системүүд хөтөлбөрт дууны мэдрэгчийг хэрхэн хувьсгаж байна вэ? Цахиур дээр суурилсан MEMS хувьсагчийн хөгжил нь өмнө нь боломжгүй байсан масштабаар дууны мэдрэх боломжийг олгож байна. Эдгээр микроскопын хувьсагчид нь бага хэмжээтэй ч хэдэн зуун элемент бүхий дууны мэдрэгч эгнээнийг бий болгодог бөгөөд нарийн төвөгтэй мэдрэх чадварыг сайжруулж, цацрагийн чиглэлийг өөрчлөх боломжийг нэмэгдүүлдэг. Ижил төрлийн пьезо цахилгаан хувьсагчидтой харьцуулахад MEMS технологийн дууны мэдрэгчийн төхөөрөмжүүдийг хаг хийх технологийн тусламжтайгаар томоохон хэмжээгээр үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь зардлыг бууруулж, нарийвчлалыг нэмэгдүүлдэг. Зарим инновацийн дууны мэдрэгчийн модульд MEMS хувьсагчид нэг чип дээр удирдах электроник байгууламжтай нэгтгэгдсэн байдаг тул эх бие нь эрхтэй хэмжээнээс бага хэмжээтэй систем үүсгэдэг.

Өргөн зурвасын хувьсагчийн загварчлал

Өргөн давтамжийн мужтай хувиргагчид ультра дууны мэдрэгчдэд ямар давуу талыг оруулж ирдэг вэ? Шинэ өргөн зурвасын загварууд нэг ультра дууны мэдрэгчийг олон давтамжийн мужид ажиллуулах боломжийг олгодог бөгөөд өөр өөр хэмжилтийн нөхцөл байдалд тохируулан ажилладаг. Өндөр давтамжтай ультра дууны мэдрэхүйн систем (200-400 кГц) нарийн нарийвчлал шаарддаг өндөр нарийн төвөгтэй хэрэглээнд зориулагдсан бол доод давтамжууд (40-80 кГц) хэцүү материалуудыг нэвтрэн орох чадвараараа давуу талтай байдаг. Дэвшилтэт ультра дууны мэдрэгчийн системүүд одоо орчин үеийн нөхцөл байдал болон зорилгын шинж чанараас хамааран давтамжуудыг динамик аргаар солих боломжтой бөгөөд харин техникийн өөрчлөлтгүйгээр ажиллах чадвартай байдаг. Энэхүү уян хатан байдлыг барьж чадснаар орчин үеийн ультра дууны мэдрэгчийн шийдлүүд нь статик мэдрэгчдийн ажиллахад хэцүү байдаг нарийн төвөгтэй, хувьсах орчинд тохируулан ажиллах боломжтой болдог.

Оюун ухаант Сигнал боловсруулалтын дэвшил

Хиймэл оюуны дэмжлэгтэй эхогийн тайлал

Хиймэл оюун ухаан нь цуурай тэсэнгүй байдлыг хэрхэн сайжруулж байна вэ? Машин сургалтын алгоритмууд одоо цуурай мэдрэгч тогтолцоонуудад бодит цагт дохиог чимээнээс ялгаж таних боломжийг олгож байна. Эдгээр оюунлаг цуурай мэдрэгч шийдлүүд нь олон ойлт бүхий орчинд гарч буй ихээхэн тааралдах дуурайлтын интерференцийг тогтоож, түүнд зохицуулалт хийх чадвартай. Цаашид хөгжсөн цуурай мэдрэгч төхөөрөмжүүд нь мянган эхлийн загвар дээр сургасан сүлжээг ашиглан зөвхөн зайг тодорхойлохыг хэтрүүлэн тодорхой объектын төрөл, хэлбэрийг таних боломжийг олгодог. Энэ мэдрэх чадвар нь цуурай мэдрэх байдлыг үндсэн байршил тодорхойлохоос эхлээд нарийн төвөгтэй орчныг ойлгох болон хувиргаж байна.

Зориулалтын цацраг чиглүүлэх аргууд

Динамик цацрагийн хяналт нь дуу давтамжийн мэдрэгчийн хэрэглээнд ямар давуу тал олгож байна вэ? Фаз зохицуулагч дуу давтамжийн мэдрэгчийн систем нь хөдөлгөөнт хэсэггүйгээр цахим замаар мэдрэх цацрагийн чиглэл болон төвлөрлийг зохицуулж чаддаг. Өндөр түвшний цацраг үүсгэх алгоритм нь дуу давтамжийн мэдрэгчийн массивууд нэгэн зэрэг олон объектыг хянах эсвэл шаардлагатай чиглэлд мэдрэг чанарыг төвлөрүүлэх боломжийг олгодог. Зарим инновацийн дуу давтамжийн мэдрэгчийн хэрэглээнд энэ технологийг ашиглан нарийн нүдэнд тогтоосон талбайн мэдрэх "мэдрэгчийн цонх" үүсгэдэг. Цацрагийн загварыг динамик аргаар тохируулах чадвар нь дуу давтамжийн мэдрэгчийг олон төрлийн өөрчлөлттэй орчинд илүү олон талт байдлаар ашиглах боломжийг олгодог.

Роман Хэрэглээ Хил

Материалыг нэвтрүүлэн мэдрэх инновациуд

Судлаачид ультразөөврийн хяналтыг гадаргуугийн илрүүлэлтээс илүү хэрхэн өргөтгөж байна вэ? Шинэ трансдьюсерийн загвар болон дохионы боловсруулалтын аргууд нь зарим ультразөөврийн хяналтын системүүдийг материалын дотоод бүтцийг тодорхойлох чадвартай болгож байна. Эдгээр дэвшилтэт ультразөөврийн шийдлүүд нь эвдэрсэн түүнийг, нягтын өөрчлөлтийг эсвэл үе давхаргын зузааныг задлахгүй шалгалтаар илрүүлэх боломжийг олгодог. Зарим тусгайлан бэлтгэсэн ультразөөврийн тоног төхөөрөмжүүд одоо нийлмэл бүтцийн эд ангиудын хатуурах процессыг болон агуулах саван дахь тунамжийн түвшнийг бодит цагт хянах боломжийг олгодог. Материалын доторх бүтцийг "харах" чадвар нь олон үйлдвэрлэлийн салбарт чанарын хяналт болон процессын хяналтын шинэ боломжуудыг нээж байна.

Хөдөлгөөнийг таних интерфейсүүд

Хүн-машины харилцах холбооны сфер дэхь дуу давтамжийн мэдрэгчийн ач холбогдлыг яагаад нэмэгдэж байгаа юм вэ? Дүрмийн нууцлалыг тулгаруулдаг камерын систем эсвэл шууд тодорхойлох замаар хязгаарлагддаг инфра улаан туяаны системээс ялгаатай нь дуу давтамжийн мэдрэгч нь нууц, найдвартай хөдөлгөөнийг тогтоож чаддаг. Орчин үеийн дуу давтамжийн мэдрэгчийн платформ нь янз бүрийн материалыг нэвтлэн хурууны жижиг хөдөлгөөн, дохиог илрүүлж чаддаг бөгөөд түүнчлэн төхөөрөмжийн шүргэлтгүй удирдлагыг идэвхижүүлдэг. Зарим хэрэглээний электрон төхөөрөмжүүд нь одоо дуу давтамжийн мэдрэгчийг нэвтрэх эрхийн шалгалтанд ашиглаж байгаа бөгөөд хэрэглэгчийг тэдгээрийн гарны акустик ойлтотой онцлог шинж чанараар нь танин мэдэж байдаг. Дуу давтамжийн мэдрэгчийн энэ хэрэглээ нь оптик системийн боломжийг давах төрхөөр аюулгүй байдал, зөөврийн амьдралыг нэгтгэдэг.

Шинэ технологитой нэгдэх

5G ба IoT-т суурилсан дуу давтамжийн сүлжээ

Холболт нь дуу давтамжийн мэдрэгчийн боломжуудыг хэрхэн өргөжүүлж байна вэ? Шинэ дуу давтамжийн мэдрэгчийн зангилаанууд нь утасгүй холболтын системтэй бөгөөд индүстрийн IoT системд оюун ухаантай цэгүүд болгон ажиллах боломжийг олгодог. 5G-ийн бага далд цаг нь дуу давтамжийн мэдрэгчээс ирэх бодит цагийн өгөгдлүүдийг атом техникийн системүүдийг микросекундын нарийвчлалтай удирдахад ашиглах боломжийг олгодог. Зарим инновацийн хэрэгжилтүүд нь холбогдсон дуу давтамжийн мэдрэгчдийн массивуудыг ашиглан байнга шинэчлэгддэг орчны загваруудыг бий болгодог. Энэхүү дуу давтамжийн мэдрэгчдийн холбогдсон хандлага нь тусдаа хэмжилтүүдийг оюун ухаантай хотууд болон Industry 4.0-ийн хэрэглээнүүдэд зориулсан систем даяарх оюун ухаан болгон хувиргадаг.

Бусад мэдрэх боломжуудтай нэгдэх

Яагаад цахилгаан сенсортой технологийг нэгтгэх вэ? Цахилгаан сенсорыг лидар, радар эсвэл камеруудтай нэгтгэсэн гибрид системүүд нь технологийн нэгэн л хүрэлцээгүй ойлголтыг илүү сайн олгож чаддаг. Цахилгаан сенсор нь эдгээр системүүдэд чухал хоцрогдлыг бөглөж өгдөг - оптик сенсоруудыг буруу ойлголтод оруулах эвдэрхий объектуудыг илрүүлэх эсвэл радар нарийвчлалгүй байх үед ойр орчмын хэмжилтийг хангах. Зарим автомашины системүүд одоо цахилгаан сенсорыг тухайн технологийн бүх нөхцөлд тогтвортой ажиллагааг нь үнэлж бага хурдтай үед объект илрүүлэхэд ашигладаг. Энэ мэдрэгчийн нэгдэл хандлага нь цахилгаан сенсорын онцлог давуу талуудыг ашиглаж, харин түүний дутагдлыг нь нөхөн засдаг технологийн давуу талуудыг ашигладаг.

Багасгалт ба Цахилгаан Хэмнэлт

Маш Бага Цахилгаан Хэрэглээ Бүхий Хурах Боломжтой Сенсорууд

Хэт ави сенсор нь хувь хүний эрүүл мэндийн төхөөрөмж рүү хэрхэн нэвтрэх вэ? Энерги хэмнэлттэй трансдьюсерийн загварчлалын сүүлийн үеийн амжилтууд нь байнга хэрэглэх боломжтой хэт ави сенсорыг ашиглах боломжийг олгож байна. Цаашид шинэ эрүүл мэндийн хянах төхөөрөмжүүд нь одоо хэт ави сенсорыг цусны урсгал эсвэл амьсгалыг хянаж буй камерын нууцлалын асуудлыг шийдэхэд ашиглаж байна. Эдгээр өмсгөлөн байрлуулах хэт ави сенсорын төхөөрөмжүүд нь маш бага хүчний хэрэглээтэй тул жижиг батерей-д хэдэн сар ажиллах чадамжтай бөгөөд өвчтөнд холоос хяналт тавих шинэ боломжуудыг нээж байна. Хэт ави сенсорын эвгүй бус байдал нь бусад технологиуд ядрамтгай эсвэл донтох байдал үүсгэж болзошгүй мэдрэг эмнэлгийн хэрэглээнд түүнийг онцгойлон тохиромжтой болгож байна.

Дэд милиметр масштабтай сенсорын массив

Чимэг хэт авианы мэдрүүлэгчийн хэмжээ нь эдийн зэргээс бага бол ямар хэрэглээ гарч ирэх вэ? Эрдэмтэд нимгэн цахилгаан арьс эсвэл хамгийн бага эмнэл зүйн зондын дотор багтахуйц хэмжээний ультра авианы мэдрүүлэгчийг боловсруулсан. Эдгээр бага хэмжээний ультра авианы мэдрүүлэгчийн тор нь гадаргууд даралтын нарийн зураг төрөөх эсвэл бүрэн гадаргуу дээрх материал бүртэйгээ ялгаатай тогтоох боломжийг олгодог. Цаашид нь зарим туршилтын систем нь хүний волосных бодвол нимгэн ультра авианы мэдрүүлэгчийн массивийг ашиглан амьд эсийн дүрсийг харуулж эсвэл инженерийн давхаргын чанарыг маш нарийн түвшинд хянах боломжийг олгодог. Энэхүү багасгасан хэмжээ нь ультра авианы мэдрүүлэгчийг цахилгаан микроскоп шиг өндөр үнэтэй технологийн орчин үеийн хүртээмжтэй болгож байна.

Орчин үеийн болон байгаль орчны хэрэглээ

Амьтдын хяналтын шийдэл

Яагаад ультра дууны мэдрүүлэгч нь экологийн судалгаанд тохиромжтой вэ? Пассив ультра дууны мэдрүүлэгчийн массив нь байгалийн зан чанарыг саатуулалгүйгээр шувууны бөмбөг ба жижиг шимэгчдийн үйл ажиллагааг хянах боломжтой. Одоо болон сонгомол ультра дууны мэдрүүлэгчийн систем нь ультра дууны гарын үсгээр төрлүүдийг автоматжуулан ангилдаг бөгөөд томоохон хэмжээний биологийн олон төрөл зүйлийн судалгааг хийх боломжийг олгодог. Зарим хамгаалалтын төслүүд нь холбоотой ультра дууны мэдрүүлэгчийг ашиглан амьтдын шилжилтийг өргөн нутаг дэвсгэрт хянах бөгөөд орчин үеийн хамгаалалтын арга хэмжээнд мэдээлэл нийлүүлдэг. Хүний оролцоо эсвэл харагдах тэмдгүүд нь зан чанарыг өөрчилж болох мэдрэг эко системүүдэд ультра дууны мэдрүүлэгч нь саад болохгүйгээр судалгаа хийх боломжийг олгоно.

Нарийн тариалан эрхлэх хэрэгжилт

Цөмийн цацрагийн мэдрэгч нь уулзвар аграр аж ахуйг хэрхэн сайжруулах вэ? Газар дээр байрлуулсан цөмийн цацрагийн мэдрэгч нь ургамлын нягтыг ба өсөлтийн загварыг сантиметрийн нарийвчлалтай хэмждэг бөгөөд нарийн нөөцийн тархалтыг хангана. Зарим шинэлэг аграр аж ахуйн газар нь шүлсийн чийглэгийн түвшинг хянахын тулд цөмийн цацрагийн мэдрэгчийг ашигладаг бөгөөд усны хэмнэлттэй поливыг хангана. Цөмийн цацрагийн мэдрэгч нь камеруудын ажиллах боломжгүй нөхцөлд түшиглэн бүрэн автоматжсан аграр техникт саад бэрхшээлийг илрүүлэхэд түгээмэл ашиглагддаг. Цөмийн цацрагийн мэдрэгчийн эдгээр хэрэглээнүүд нь илүү үр ашигтай, орчин үеийн хүнсний үйлдвэрлэлийн арга замыг хөгжүүлэхэд нэмэлт хувь нэмэр оруулдаг.

Түгээмэл асуулт

Орчин үеийн цөмийн цацрагийн мэдрэгчийн нарийвчлалын хязгаар хэд вэ?

Цөмийн цацрагийн мэдрэгчийн дэвшилтэт системүүд одоо богино зайнаас (1 метрээс бага) дэд миллиметрийн нарийвчлал, урт зайнаас миллиметрийн нарийвчлалыг хангаж байна. Хамгийн өндөр нарийвчлалтай цөмийн цацрагийн мэдрэгчийн массив нь хяналттой инженерийн орчинд 0.1 мм-с бага гадаргын хэлбэлзлийг илрүүлэх чадвартай.

Хөдөлгөөн дууны мэдрэгч нь сорох орчинд ажиллах боломжтой юу?

Үгүй, хөдөлгөөн дууны мэдрэгч нь дууны долгион тарах орчин (агаар эсвэл шингэн) шаарддаг. Молекулууд нь дуу дамжуулахад ховорхон байдаг сорох орчинд хөдөлгөөн дууны мэдрэгч үр дүнтэй ажиллах боломжгүй.

Хамгийн сүүлийн үеийн хөдөлгөөн дууны мэдрэгч систем нь дэлгэргүй дуу чимээг хэрхэн удирдах вэ?

Орчин үеийн хөдөлгөөн дууны мэдрэгч төхөөрөмжүүд нь өөрийн дууны отражуудыг орчны дуу чимээнээс ялгахын тулд кодчлогдсон сэдэлжүүлэх дохио болон дэвшилтэт корреляцийн аргуудыг ашигладаг. Зарим нь дэлгэргүй дууны байнгын хэв маягийг сурч, тэдгээрийг цуцлах уян хатан шүүх аргыг хэрэглэдэг.

Хөдөлгөөн дууны мэдрэгчид удаан хугацаагаар өртөхөд эрүүл мэндийн асуудал байх уу?

Худалдааны хөдөлгөөн дууны мэдрэгч системүүд нь аюултай түвшнээс хамаагүй доогуур хүчин чадалтайгаар ажилладаг. Зохицуулах байгууллагууд зөв хэрэгжүүлсэн хөдөлгөөн дууны мэдрэгчийг хүндэтгэсэн дууны төхөөрөмжийн оношлогооны түвшнээс мянган дахин доогуур интенсивтэй байдаг тул хүн тасралтгүй өртөхөд аюулгүй гэж ангилдаг.