1 現狀

        傳感器市場上常見的柔性傳感器有以下兩個品類。一種是以聚酯薄膜為基底的壓力薄膜傳感器，采用PVDF膜或RFP膜作為敏感材料。另一種是以布料為基底的柔性壓力傳感器和柔性拉力傳感器，以應變纖維作為敏感材料。

        壓力薄膜傳感器技術已經相當成熟，在工業、以及消費領域均已獲得廣泛應用。本文重點研討的是柔性布基傳感器。

1.1 布基壓力傳感器、拉力傳感器已商用

        由于布基傳感器基本保留了布料先天的優點，如柔軟親膚、貼合曲面等，因此布基傳感器尤為適用人體相關數據的測量。

        加拿大XSENSOR公司的壓力感應技術處于世界前沿，其布基陣列式壓力傳感器廣泛應用于工業設計、健康醫療等不同行業。如下圖為支持臥具R&D的人體壓力分析系統。

圖源XSENSOR網站

        國內的布基壓力傳感器近年來亦有所發展。比如，堯樂公司已經開發出大面積的布基壓力傳感器，主要服務于床墊、枕頭產品的門店體驗服務，通過后臺的智能算法，為顧客量身選擇臥具。

圖源堯樂公眾號

     珠海安潤普科技研發有布基的拉力傳感器，并且基于此開發了呼吸帶產品。

圖源安潤普網站    

1.2 其他類型傳感器尚待進化

       除了上述呼吸帶、壓力傳感器采用的應變型纖維，科學家亦在嘗試研發其他類型的智能纖維，從而獲得更多類型的布基傳感器。比如，通過智能纖維分析汗液的成分，從而診斷人體健康狀況。

       除開人體相關數據測量，智能纖維亦能測量其他參量。如紹興纖藍公司研發出一種可感知臟污程度的變色纖維，隨著臟污程度的加深纖維的顏色從藍色漸變至紅色。多個家紡品牌已采用該種智能纖維推出智能家紡產品。

水星家紡推出的智能毛巾

       總體來說，當前可產品化的智能纖維種類非常少。雖然在實驗室中已經有多種類型的智能纖維面世，但距離產業化仍有較長的路程。

1.3 智能服裝和智能配飾是前景

       布基傳感器的天然特性，誘使人們遐想其在體域網的廣闊前景。今年的Sensor Expo展會上，中科傳感技術（青島）研究院展出一款可測量心率的智能T恤。長條狀超敏感震動傳感器位于衣服左肩，通過感知頸動脈的搏動估計心率。數據通過柔軟的導線傳輸至左腰處的處理器和連接器。

設想運動員在訓練和比賽時身著此款智能T恤，后臺即可實時接收到各個運動員的心率。配合AI算法，分析運動員的身體數據變化、總結訓練規律，反向指導訓練計劃的制定。相比手環、呼吸帶等產品，智能服裝完全擺脫了佩戴的束縛感，帶給穿著者更舒適的體驗。

圖由作者攝于Sensor Expo 2020

2 發展方向

2.1 加速研發柔性配件

       XSENSOR公司和堯樂公司的布基壓力傳感器的測量部分為布料成分，而其信號匯聚后傳導的信號線仍為傳統的金屬包膠導線。在床墊、枕頭等測量場合無傷大雅，但若要發展成為體域網應用產品，傳統的金屬導線存在僵硬、無彈性、異物感強烈等缺點。

        寧波韌和科技已經開發出長度可垃伸8倍的彈性導線，有望成為由布基傳感器開發智能服飾的助攻。

圖源韌和科技網站

2.2 積極拓展應用領域

       除了天然的與人體相關的測量應用，國內布基傳感器廠家應積極拓展其他領域的應用。比如，國內某公司早先嘗試在航天飛機的電池上布設布基傳感器，以監測電池鼓包現象。也有其他公司嘗試在汽車智能內飾領域應用布基傳感器。

2.3 緊隨相關技術領域的先進技術

       柔性布基傳感器是一項綜合性的技術，涉及到生物化學、材料、紡織、電子等多個領域的技術分支。如可檢測汗液的智能纖維是生物化學領域取得進步后的產物。

        近年來，國內一些高校和研究所在特種纖維制備上取得了不少進步，東華大學、武漢紡織大學、中國香港理工大學、寧波材料研究所等。他們或在研究領域取得了明顯的成果，或正在進一步嘗試產業化智能纖維和柔性傳感技術的科研成果。

3 結語

       誰也不能否認物聯網的壯闊未來，而布基傳感器作為物聯網的前端觸角，憑借其特殊的優勢定能在體域網、曲面測量等場合發揮巨大作用。當前，布基傳感器仍然是傳感器大家族中的稚子。但假以時日，布基傳感器必茁壯成長，獨擋一面。