智能皮肤:不同的感知

   2023-06-30 工业品商城248
核心提示:NASA航天飞机设计师斯科特·哈伯德事后分析称,哥伦比亚号是美国建造的第一架航天飞机。 它是基于 20 世纪 70 年代的技术水平打造的,并于 1981 年 4 月 12 日首飞。哥伦比亚号上的计算机非常古老,其性能与现在的笔记本电脑相似。 别说机翼上的温度传感器不在线,就算在线,计算机也无法实时处理大量数据。事实上,即使计

NASA航天飞机设计师斯科特·哈伯德事后分析称,哥伦比亚号是美国建造的第一架航天飞机。 它是基于 20 世纪 70 年代的技术水平打造的,并于 1981 年 4 月 12 日首飞。哥伦比亚号上的计算机非常古老,其性能与现在的笔记本电脑相似。 别说机翼上的温度传感器不在线,就算在线,计算机也无法实时处理大量数据。

事实上,即使计算机性能足够强大,将嵌入机翼的温度传感器的信号传输到中央计算机系统,悲剧仍然不可避免。 由于航天飞机在太空中,空气极其稀薄,受损部位的温度不会发生变化,飞行姿态也不会受到影响。 航天飞机重新进入大气层后,当温度传感器检测到温度变化时,为时已晚。 由于航天飞机的着陆程序是单向的,一旦启动就无法逆转。 即使可以逆转,航天飞机上储存的燃料也不足以让航天飞机重新获得28,400公里/小时的第一宇宙速度以摆脱地心引力。 而且,航天飞机上储存的氧气只够5天使用。 很难满足NASA及时组织另一次救援发射的需要。

从物联网的角度来看,哥伦比亚号失事是由一系列因素造成的。 最大的技术问题是航天飞机上的计算机系统没有及时更新。 具体到传感层面,首先是没有合适的传感器来判断撞击第一时间的损伤信息; 二是传感器无法与航天飞机上的中央计算机系统连接。 在传输层面,当航天飞机重新进入大气层时产生强屏蔽效应的等离子体时,传输链路应实时缩短至航天飞机内部——将信号发送至机载计算机,以确保 航天飞机可以实时、连续地处理来自传感器的数据; 而在后台处理中,控制中心的中央计算机应该提供决策支持,而不是根据过去的经验行事。

哥伦比亚给我们带来的启发是,在物联网的应用过程中,我们必须拥有足够的行业知识和经验,充分考虑应用的需求和所处的环境,并且,除了 考虑到正常使用时的功能,更应关注故障期间的应急响应。 传感器网络高端应用

如果像仿生学一样,航天飞机的热防护层具有生物皮肤的功能,那么就可以立即确定撞击的位置和损坏程度。 这就是智能皮肤技术。

虽然智能皮肤从广义上来说也属于传感器网络,但智能皮肤与目前流行的传感器网络还是有很大的区别。 这是因为智能皮肤在太空飞行中使用时需要监测振动、压力、张力和电磁波。 等许多物理量,而传感器必须嵌入陶瓷芯片中,不仅要考虑传感器的尺寸,还要考虑传感器与陶瓷芯片的膨胀系数,传感器才能正常工作 。

智能皮肤更广泛地应用于航天器和飞行器中,通过嵌入光纤、压电陶瓷、有机薄膜、电阻丝、半导体等传感器来检测各种物理量。 其中,光纤传感器发挥着重要作用。 它可以监测温度、声音、光、磁、压力、加速度、核辐射、X射线等物理量的变化。 具有测量精度高、频率响应高、抗电磁干扰能力强等特点。 且体积小、重量轻、耐高温、耐腐蚀、防潮,易于与基础结构融为一体。 即使具有突出的耐高温性能,普通光纤传感器也无法适应航天器外表面1500℃的工作环境,而蓝宝石光纤传感器却可以轻松承受,测温上限可达1800℃  °C。

智能皮肤不仅可以实时监测各种物理量,还可以监测航天飞机陶瓷片等皮肤的整个生命周期,防患于未然。

除了被动监测之外,智能皮肤技术还可以用于主动监测。 美国空军正在考虑将相控阵天线放入飞机蒙皮中,以容纳更多的天线元件。 这不仅可以增加高探测距离,还可以消除雷达探测盲区,因为天线单元遍布机身而不局限于机头。

智能皮肤的独特优势引起了跨国研究机构和军方的关注。 例如,NASA的纳米计划分为三个相互关联的主题:一是纳米电子学和计算,重点关注分子电子学和光电子学、计算架构和组装;二是纳米电子学和计算。 二是传感器,重点关注生命探测、乘员健康与安全、航天器健康; 三是结构材料,重点关注复合材料、多功能材料、材料自修复等。

如果像仿生学一样,航天飞机的热防护层具有生物皮肤的功能,那么就可以立即确定撞击的位置和损坏程度。 这就是智能皮肤技术。

虽然智能皮肤从广义上来说也属于传感器网络,但智能皮肤与目前流行的传感器网络还是有很大的区别。 这是因为智能皮肤在太空飞行中使用时需要监测振动、压力、张力和电磁波。 等许多物理量,而传感器必须嵌入陶瓷芯片中,不仅要考虑传感器的尺寸,还要考虑传感器与陶瓷芯片的膨胀系数,传感器才能正常工作 。

智能皮肤更广泛地应用于航天器和飞行器中,通过嵌入光纤、压电陶瓷、有机薄膜、电阻丝、半导体等传感器来检测各种物理量。 其中,光纤传感器发挥着重要作用。 它可以监测温度、声音、光、磁、压力、加速度、核辐射、X射线等物理量的变化。 具有测量精度高、频率响应高、抗电磁干扰能力强等特点。 且体积小、重量轻、耐高温、耐腐蚀、防潮,易于与基础结构融为一体。 即使具有突出的耐高温性能,普通光纤传感器也无法适应航天器外表面1500℃的工作环境,而蓝宝石光纤传感器却可以轻松承受,测温上限可达1800℃  °C。

智能皮肤不仅可以实时监测各种物理量,还可以监测航天飞机陶瓷片等皮肤的整个生命周期,防患于未然。

除了被动监测之外,智能皮肤技术还可以用于主动监测。 美国空军正在考虑将相控阵天线放入飞机蒙皮中,以容纳更多的天线元件。 这不仅可以增加高探测距离,还可以消除雷达探测盲区,因为天线单元遍布机身而不局限于机头。

智能皮肤的独特优势引起了跨国研究机构和军方的关注。 例如,NASA的纳米计划分为三个相互关联的主题:一是纳米电子学和计算,重点关注分子电子学和光电子学、计算架构和组装;二是纳米电子学和计算。 二是传感器,重点关注生命探测、乘员健康与安全、航天器健康; 三是结构材料,重点关注复合材料、多功能材料、材料自修复等。

 
 
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