沒有傳感器就沒有數字化和智能化。傳感器是智能化系統的第一關，它的水平決定了智能化系統及其儀器設備的水平。傳感器技術已經成為國際上信息高端器件領域的研究前沿，在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等領域均發揮著不可替代的作用。比如一輛汽車會安裝壓力、溫度、位置、聲音、光、電等超過100種傳感器，由車載電腦進行處理，幫助駕駛員作出判斷。對數據的智能化分析降低了駕駛汽車的難度，讓汽車變得更安全、更好開。更進一步，無人駕駛汽車通過傳感器實時獲取道路信息，一旦發現障礙物，便通過智慧分析及時避讓。城市中高樓大廈、橋梁、隧道等建筑，也需要通過視頻、溫度、壓力和煙霧等傳感器實時監控安全狀況，當數據匯總到一起，智能化系統便會及時分析，凝練出少量關鍵信息供使用者作出決策。甚至在未來，人類的感官也可以借助傳感器變得更加強大，構建起智能化系統。

智能傳感器開拓新應用場景

當前，各類傳感器都處在進一步提升性能、降低成本，向數字化、智能化、小型化微型化、綠色低碳、可穿戴等方向進化，呈現出蓬勃發展態勢。其中，智能傳感器、柔性傳感器、新原理傳感器的研發具有代表性意義，有望塑造新的工作生活方式。

發展智能傳感器是重要趨勢。借助智能傳感技術，人們設計制造出具備獲取、存儲、分析信息功能的各種傳感單元及微系統，實現低成本、高精度信息采集。智能傳感器廣泛應用在機器人、無人駕駛、智能制造、運動定量監測等方面，還可用于開發無創或微創健康監測器件等。近年來流行的動態血糖儀是個很好的例子。糖尿病患者將柔性傳感器無痛置入身體，傳感器每5分鐘測一次血糖值，并傳送到手機應用中。患者可以觀察血糖曲線變化，及時通過飲食和運動等方法調節血糖，有的患者甚至由此告別了藥物和胰島素治療。此外，人們還在研發可降解電子器件，讓智能傳感器更好助力低碳環保生活。

發展柔性傳感器是另一趨勢。許多應用場景要求傳感器制備在柔性基質材料上，并具有透明、柔韌、延展、可自由彎曲甚至折疊、便于攜帶、可穿戴等特點。目前制備柔性傳感器的常用傳感材料有碳基材料（炭黑、碳納米管和石墨烯等）、金屬納米材料（金屬納米線、金屬納米顆粒等）、高分子聚合物和蛋白纖維等。例如一種具有可拉伸、抗撕裂和自我修復能力的交聯超分子聚合物薄膜電極材料，可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性電子器件。將集成多功能的柔性傳感器與柔性印制電路結合，可以制成“智能帶”，把它穿戴在身體的不同部位，可實時監測與分析生理信息，幫助人們特別是感官退化的群體了解自身健康狀況。

新原理傳感器也在不斷出現。在基礎研究領域，新的規律陸續被發現，人們正利用這些科學新認知制備傳感器。同時，技術進步也對基礎研究提出新要求。在生活中，人們希望提高相機的像素、靈敏度、速度等性能參數；在高速實驗中，需要可以記錄飛秒尺度信息的條紋相機；在量子通信中，需要靈敏度達到單光子的光電探測器；在空天科技中，需要實現對高速運動物體和冷目標的探測，等等。這就要求科學家們進一步探索物理世界，發現新現象新規律，提升傳感器性能。

隨著科技快速發展，新材料新工藝不斷投入應用，性能更強、種類更豐富、智能化水平更高的傳感器將創造更多工作生活新場景，幫助人們“感受”美好生活。

（作者為中國科學院院士、中國科學院上海技術物理研究所研究員）

褚君浩，中國科學院院士，紅外物理學家、半導體物理和器件專家，中國科學院上海技術物理研究所研究員，東華大學理學院院長。他是我國培養的第一個紅外物理博士，從20世紀70年代末開始，他就專注于紅外探測器的研究，并與湯定元、徐世秋兩位科學家研究了一種全新的半導體材料，創造性地提出了測算這種材料特性的公式，該公式最終以三位中國科學家的名字命名，被稱為CXT公式，成為判斷紅外探測器新材料、新結構的參照標準。他的專著《窄禁帶半導體物理學》，被國外20多個研究機構作為相關材料和器件研究的理論依據。