傳感新品

【河北工業大學：水凝膠傳感器助力步態分析，診斷帕金森氏病與偏癱患者】

人類的步態不僅由關節，肌肉和神經系統控制，而且還受到年齡、習慣、性別、職業和疾病等外部因素的影響。步態識別系統在身份識別，體育鍛煉和醫學診斷領域中起著重要作用。近年來，新興的生物識別技術已經得到了長足的發展，但是步態特征不僅取決于先天因素，而且還與獲得的生活環境密切相關，這種環境很難改變。步態分析可以為診斷多種潛在疾病提供有用的線索，實現早期診斷并指導患者康復治療（如偏癱和帕金森氏病）。因此，迫切需要開發可移植的人機相交互系統來監測和識別這些癥狀。

目前，有兩種主要的步態識別方法：基于傳感器的步態數據收集和基于機器視覺的步態數據收集。基于機器視覺的步態識別對數據收集的環境有更高的要求。此外，通常需要進行繁瑣的操作，例如圖像收集，處理和保存。然而，使用傳感器的步態監測方法是一種簡單有效的方法，不受外部環境因素的限制。通過與不同的深度學習算法結合使用，可以提取生理參數的特征來進行步態識別和預測。

最近，河北工業大學胡寧教授、王子瑩博士研究團隊提出了一種基于氧化石墨烯-聚丙烯酰胺（GO-PAM）水凝膠的應變傳感器。該傳感器可用作摩擦納米發電機（TENG）來收集機械能。基于0.02 wt％GO-PAM水凝膠的TENG輸出功率高達26兆瓦，是純PAM水凝膠膜的2.2倍。通過點亮353個發光二極管（LED）并為電子溫度計供電，展現了TENG在為電動設備供電方面的能力。此外，設計了可穿戴的鞋具監測系統，其中包括鞋墊，數據處理模塊和使用Python開發的PC接口。在具有不同算法的模型中，人類日常生活步態和病理步態具有人工神經網絡系統的最高識別精度高達99.5%和98.2%。該系統可用于多種醫療應用，例如早期診斷，康復評估和患者治療，為人體步態監測和識別提供了更方便的選擇。

GO-PAM水凝膠膜設計為三明治結構，由銀納米線作為上電極，可拉伸的GO-PAM水凝膠膜作為中間層和銅作為下電極。該團隊研究了GO的質量分數對GO-PAM水凝膠膜的電輸出性能的影響，顯示了具有不同摻雜GO的GO-PAM水凝膠膜的輸出電壓、輸出電流和輸出功率。與純PAM相比，GO-PAM水凝膠膜的輸出電壓，輸出電流和輸出功率增加。當GO濃度為0.02 wt%時，輸出電壓，輸出電流和輸出功率達到了最大值（輸出電壓為990 V，輸出電流約為63.84 μA，輸出功率約為26 mW）。當GO的濃度太高時，會在膜中形成導電路徑，從而導致表面電荷的流動。當外部電阻為5MΩ時，0.02 wt% GO-PAM水凝膠膜的峰值輸出功率達到26 mW，是純PAM水凝膠膜的2.2倍。

研究組針對0.02 wt% GO-PAM水凝膠研究其應變傳感性能。0.02 wt% GO-PAM水凝膠在小拉伸應變范圍內分別為10–60%和較大的拉伸應變范圍為80–300%的相對電阻變化（ΔR/R 0）。當連續的機械拉伸在0%至80–300%的應變中應用時，GO-PAM水凝膠的ΔR/R 0增加，然后返回到0%，呈現出穩定的三角形形狀，表明GO-PAM水凝膠在80–300%的拉伸應變范圍內表現出良好的傳感穩定性和可重復性。除此之外，還計算了GF以評估應變靈敏度。當應變范圍為0–60%時，GF為2.13；當應變范圍為60–200%時，GF從2.13增加到4.89。但是，隨著應變范圍從200%增加到300%，GF值則達到了7.97。當拉伸應變為20%時，響應和恢復時間為0.02 wt% GO-PAM水凝膠分別為0.5 s和0.6 s，簡短的時間有利于對人運動的實時監測。

近年來，機器學習作為人工智能（AI）研究領域已被廣泛用于數據分析和模式識別。將AI引入摩擦納米發電機可以提高模式識別的準確性，并可以開發具有高精度和實時處理的可穿戴電子系統。在本文中，設計了一個智能鞋墊，并根據這三種算法構建了步態識別模型，該算法可用于人類日常行為步態識別和人類病態步態識別。在機器學習模型中，選擇重量約60公斤的志愿者穿著智能鞋墊。收集了五個不同人類日常行為步態的電壓信號，并在窗口中顯示了100個信號的數據點，從而實現了實時監視并確保信號的有效性和準確性。

基于步態識別模型，機器學習方法擴展到特殊疾病的步態識別。該研究的三個機器學習模型成功地用于識別帕金森氏病，左側偏癱步態和右側偏癱步態。總體識別精度達到90%以上。經過500次對ANN的訓練，測試集的識別精度達到98.2%。此外，通過建立步態監測系統，在計算機上實時顯示了患者的步態波形。當患者進行步行訓練時，可以將患者的活動信息數字存儲在計算機上，例如步驟，步行速度等。通過分析這些數據，可以及時調整患者的培訓和康復狀況。該研究表明，引入機器學習輔助方法可以準確診斷疾病，提高康復訓練的效率，并提供遠程康復的治療指導。

在這項研究中，研究者開發了具有高可拉伸性，可壓縮性，粘附性和自我修復性的水凝膠。該水凝膠可以將其延伸至約860%，具有良好的穩定性和耐用性，可以至少回收380次。此外，它對各種材料具有很強的粘附性能，包括塑料，紙，金屬，皮膚，木材和玻璃。另外，研究了基于水凝膠TENG的輸出電性能，這表明TENG可以點亮353盞 LED燈并為電子溫度計供電。基于水凝膠的可穿戴應變傳感器也可以實時監測人類運動。在此基礎上，設計了一個智能鞋墊，并基于三種算法構建了步態識別模型，該算法可用于正常和異常的步態識別。在這三個模型中，對正常步態和異常步態的ANN算法的識別精度分別達到99.5%和98.2%。總而言之，這項工作中提出的監測系統提供了一種低成本的方法，可以用于實施人工智能的醫療系統。

傳感動態

【最高資助1億！深圳要解決智能傳感器產業“卡脖子”問題】

12月15日，深圳在其官方微信公眾號“深圳發布”上發布《深圳市關于推動智能傳感器產業加快發展的若干措施》(以下簡稱《若干措施》)全文。

智能傳感器被業界稱為“數據之母”，是物聯網、大數據、人工智能以及智能制造等新一代信息技術的基礎和數據來源。《若干措施》提出，深圳將從健全產業公共服務能力、構建核心技術競爭力和強化市場牽引發展能力三方面，加快發展智能傳感器產業集群，促進產業邁向全球價值鏈高端。

在健全產業公共服務能力方面，深圳推動MEMS中試線等公共服務平臺對大中小企業提供階梯式服務價格，以具有市場競爭力的折扣價格優先為符合條件的本地智能傳感器中小企業提供服務，支持專業園區為入園的中小企業提供配套成體系專業化公共服務。同步引導企業利用本地MEMS中試線等公共服務平臺開展新產品開發，對企業在本地平臺產生的一次性工程費(NRE費用)按照最高30%、不超過100萬的標準予以補助。

值得一提的是，今年9月，光明區政府發布《深圳市光明區關于支持智能傳感器產業集群高質量發展的若干措施(征求意見稿)》。光明區將支持建設一條兼具研發中試和量產能力的亞微米級8英寸MEMS中試線，重點推動深硅刻蝕、薄膜沉積、薄膜應力控制等核心制造工藝升級，形成標準工藝設計工具包(PDK)，面向市內外有關企業提供研發中試和批量代工服務。

據了解，上述中試線項目總投資額15.33億元，建成后一條線產能可達3000片。同時，深圳市還計劃將總規模50億元的智能傳感器產業基金落地光明。

在構建核心技術競爭力方面，深圳提出，爭取自主解決“卡脖子”問題。對相關企業或機構開展智能傳感器及EDA設計仿真工具、核心材料、先進工藝、關鍵設備等技術研發和產品攻關，達到國際和國內先進水平，填補國內核心技術空白，能夠解決智能傳感器產業“卡脖子”問題，且未獲得國家資金的重點項目，根據企業自籌資金投入情況，可分階段給予不超過總投資30%的資助，資助總額最高1億元。

在強化市場牽引發展能力上，深圳市鼓勵下游應用企業牽頭開展聯合攻關。采取聯合申報、事后資助方式，鼓勵符合一定條件的傳感器應用企業結合自身需要，聯合研發企業，在深研發智能傳感器產品(含芯片、模組等)。對單顆年度采購額(或銷售額)超過4000萬元的芯片(含SoC、SiP等形態的芯片)、或單款年度采購額(或銷售額)超過4000萬元的智能傳感器模組，按照企業年度采購額(或銷售額)10%的一次性獎勵，獎勵總額不超過2000萬元。

【投資數10億美元,索尼計劃在熊本建立圖像傳感器新工廠】

集微網消息，據日經亞洲評論報道，索尼正考慮在日本熊本縣投資數10億美元建設一家新的智能手機圖像傳感器新工廠，從臺積電在該地的制造工廠采購邏輯芯片。

報道稱，該計劃最快于2024年動工，并于次年投產。

臺積電熊本工廠是由臺積電與索尼、電裝的合資工廠，該廠于2022年開始建設，計劃于2024年底開始投產，將生產邏輯芯片，這是圖像傳感器的必要組件。為了滿足市場需求，除了之前的宣布采用22/28納米工藝并將月產能提高到5.5萬片12英寸晶圓外，臺積電還將利用12/16納米FinFET工藝技術增強該廠生產能力。

消息稱，索尼是全球最大的CMOS圖像傳感器供應商，用于智能手機相機和汽車。按價值計算，它在2021年占全球市場份額的44%，遠高于競爭對手三星電子的18%。

隨著世界地緣政治風險不斷增加以及新冠疫情引發全球供應鏈中斷，各國不斷提高制造能力，以使供應鏈本土化，減少供應鏈中斷風險的發生。

【存儲芯片市場慘淡！三星部分產線將改為圖像傳感器產線】

隨著存儲芯片市場持續惡化，三星電子、SK海力士、美光等DRAM三強有望在供應調節上進一步加快步伐。據悉，三星電子將在截止到12月22日的全球戰略會議上討論調整DRAM供應量的具體應對措施，重點是“自然減產”，即將內存線調整為系統半導體或晶圓代工產線，而不是人為減產。

據半導體業界透露，三星電子正在進行將京畿道華城校區第13條生產線部分轉換為CMOS圖像傳感器（CIS）生產線。第13條生產線與存儲器半導體生產線改為CIS專用的第11條產線相接。精通三星的相關人士解釋說：“第11條產線和第13條產線的CIS工藝流程部分已經合并運營。根據市況，第11條產線上的CIS設備比重將提高。”

將存儲半導體生產線部分轉換為系統半導體生產線的事例并非首次。2017年，三星電子也曾對華城校區第11條DRAM生產線進行改造，加強CIS產能。當時，隨著智能手機搭載的高清攝像頭傳感器需求增加，三星開始在第11條生產線投入系統半導體設備，現在改為只生產CIS而不是內存的生產線。但第13條生產線不僅是CIS，DRAM生產規模也將維持在一定水平。

此前，繼SK海力士、美光之后，三星電子也開始積極應對存儲器供應調節，這是因為DRAM價格下降勢頭比預測的要快。據市場調查企業TrendForce等預測，今年第四季度DRAM平均銷售單價（ASP）將比前一季度下降23%。在現有預測值15%~18%左右的下降趨勢下，跌幅擴大。有分析認為，包括數據中心在內的消費者家電、IT、移動等所有領域的需求都在減少。

對此，不僅是三星電子，SK海力士、美光等DRAM三強也積極應對DRAM價格下跌，全面減少新生產設備投資。此前，SK海力士宣布，2023年的設備投資將比前一年（估計17.47萬億韓元）減少50%，DRAM、NAND都將以現有工程產品為主進行減產。美光和Kioxia也曾提到，2023年將投資同比減少50%，分別減產20%和30%。

【臺積電 1nm 新廠最早有望于 2026 年動工，2028 年量產】

12 月 16 日消息，新竹科學園區有關負責人 12 月 5 日表示，臺積電未來的 1 納米廠將落地竹科龍潭園區，龍科 3 期擴建計劃的先導計劃已于 11 月中旬上報，進度正常。

據臺灣經濟日報，竹科龍潭園區負責人王永壯表示，竹科龍潭園區三期擴建先導計劃已上報，若一切順利，目標定于 2026 年中動工建廠，這也意味臺積電 1 納米廠最快 2027 年即可完成試產、2028 年有望實現量產。

據介紹，臺積電大本營在新竹科學園區，若真的想要超前部署臺灣半導體先進制程，就近選擇龍潭科學園區是最理想之處，并將為桃園帶來上萬個就業機會，進而帶動桃園整個地方經濟發展。

臺積電此前表示 3nm 制程將于第 4 季度量產，并在明年提高營收約中個位數百分比（約 4% 至 6%）；升級版的 N3E 技術開發進度則較計劃提前，預計會在明年下半年量產。

據公開資料，竹科轄下的龍潭園區基地現有從業員工數約 7000 人，整體年營業額超過 500 億元新臺幣，進駐項目主要為集成電路、光電與生技產業等，目前已有包括臺積電、合晶科技、蘋果分公司等產業進駐。

傳感財經

【12月15日傳感財經分析：物聯網設備概念報漲，思特奇領漲；激光雷達概念報漲，華陽集團領漲；觸覺傳感器概念報漲，通富微電領漲】

12月15日盤后，物聯網設備概念報漲，思特奇(4.88%)領漲， 青烏消防(2.16%)、國脈科技(1.91%)、直真科技《1.86%)、科瑞技術《1.81%)等個股紛紛跟漲。

12月15日盤后，激光雷達概念報漲，華陽集團(6.05%)領漲， 均勝電子(4.96%)、路暢科技(2.59%)、炬光科技《1.64%)等個股紛紛跟漲。

12月15日盤后，觸覺傳感器概念報漲，通富微電(18.74，8.57%)領漲，蘇州固得、潤欣科技、漢威科技等跟漲。

相關觸覺傳感器概念股:

(1)、通富微電002156:

近5日通富微電股價下跌3.55%，總市值下跌了8.93億，當前市值為281.46億元。2022年股

價下跌-17.64%。2022年第二季度，通富微電公司營業總收入50.65億，同比增長32.56%;毛利潤為8.68億，凈利潤為1.67億元

(2)、蘇州固得002079:

近5日蘇州固得股價下跌6.24%，總市值下跌了7.03億，當前市值為125.06億元。2022年股價上漲3.37%。

2022年第三季度顯示，公司實現營收7.57億元， 同比增長2.11%;凈利潤為5369.46萬元，凈利率7.67%。

(3)、潤欣科技300493:

近5個交易日股價下跌1.49%，最高價為6.9元，總市值下跌了5047.51萬，當前市值為35.69

億元。

2022年第二季度顯示，公司實現營收5.53億元， 同比增長15.26%;凈利潤為1059.05萬元，凈利率2.5%。

(4)、漢威科技300007:

回顧近5個交易日，漢威科技有4天下跌。期間整體下跌6.71%，最高價為18.64元，最低價為18.27元，總成交量2737.2萬手。

2022年第三季度季報顯示，漢威科技實現營收5.82億元，同比增長18.78%;毛利潤為2.01億元，凈利潤為6565.24萬

(5）、華工科技000988:

近5個交易日，華工科技期間整體下跌1.42%，最高價為18.07元，最低價為17.82元，總市值下跌了2.51億。

2022年第三季度季報顯示，公司實現營收26.33億元，同比增長-3.54%;凈利潤為1.45億元，凈利率5.95%。