Новости

25 марта 2019
Будущее магниторезистивных датчиков определили ученые ДВФУ

Учёные ДВФУ в сотрудничестве с международной группой экспертов определили пять наиболее перспективных сфер применения магниторезистивных датчиков (сенсоров). Проведя объёмную аналитическую работу, исследователи наметили дорожные карты для развитияиндустрии сенсоров на ближайшие 15-20 лет и обрисовали наиболее вероятные пути коммерциализации научных разработок в этой сфере. Статья об этом вышла в отраслевом журнале IEEETransactionsonMagnetics.

«Магниторезистивные датчики обладают высокой чувствительностью, низкой стоимостью, низким потреблением энергии и компактными размерами. Их свойства могут разниться в зависимости от сферы применения. Сегодня эта отрасль быстро развивается, чувствительность разрабатываемых датчиков постоянно растёт, путь от научных изысканий до их воплощения в реальные технологии занимает мало времени. Мы считаем, что такие датчики можно применять очень широко. Например, в биомедицине благодаря сверхчувствительнымсенсорам, воспринимающим сигналы от магнитно-маркированных органов человеческого тела и ДНК-молекул, будет возможно точно определить потенциальные генетические заболевания и подобрать лечение. Такие системы могут появиться примерно к 2030 году»,—рассказал доцент кафедры компьютерных систем Школы естественных наук ДВФУ Александр Самардак.

Учёный добавил, что использовать магниторезистивные технологии актуально в гибкихпортативныхэлектронных гаджетах — смартфонах и других. Устройства на таких сенсорах способны выдерживать большое количество циклов сгибания/разгибания и растяжения без потери свойств чувствительности. Устойчивость сенсоров к механической деформации возрастает по мере прогресса в этой сфере. Гибкие устройства могут ожидать пользователей в 2023 – 2025 году, а супергибкие — ближе к 2030 году. Примерно к этому времени должны появиться высокочувствительные износостойкие сенсоры, способные регистрировать быстротекущие процессы и не затратные в производстве – вместо кремниевой подложки их можно будет печатать даже на бумаге и текстиле.

Что касается систем взаимодействия человека с компьютером, то кресло-коляску, работающее на системе сенсоров и управляемое движением головы, сделали ещё в 2003 году.

«Сегодня движения разных частей человеческого тела могут быть эффективно захвачены, обработаны и записаны с помощью магниторезистивных и инерционных датчиков. Такая информация с высокой вероятностью скоро пригодится в разработке AR и VR-систем и приложений», —добавил профессор кафедры компьютерных систем Школы естественных наук ДВФУ Алексей Огнев.

Одна из лабораторий по разработке таких систем действует в ДВФУ на базе Центра НТИ по виртуальной и дополненной реальности.

Устройства AR/VR, оснащённые датчиками высокой чувствительности могут появиться в ближайшие годы. Повсеместно используемые джойстики управления будут заменены на носимые человеком контроллеры. Сенсоры, интегрированные в биомеханические протезы, повысят точность их движений.

Примерно к 2032 году смогут полноценно и безопасно заработать автономные транспортные системы, управление которыми будет осуществляться без участия человека.

Александр Самардак отметил, что сети магнитныхсенсоров используются для реализации проектов в следующих областях: умные дома, умная медицина, в том числе психологическая помощь и помощь для инвалидов, а также умный транспорт принципиально иного уровня. Вся жизнь человека будет буквально пронизана сенсорными системами. Огромное количество считываемых данных будет храниться в «облаке» и станет доступно человеку дистанционно прямо со смартфона или других персональных гаджетов. Потребность в стабильных, надёжных и дешёвых в производстве умных сенсорах со временем будет только возрастать.

Учёные отмечают, что ближайшими конкурентами магниторезистивных датчиков на рынке являются датчики, работающие на эффекте Холла.

В аналитической работе приняли участие исследователи из России, Китая, Тайваня, Южной Кореи, Сингапура, Чехии, Португалии, Великобритании и США. Свои выводы учёные сделали на основе анализа статистики патентов, выданных за последние 60 лет. Они также изучили профильные научные публикации, принимая во внимание современное положение дел и быстрый прогресс в отрасли магниторезистивных технологий.

В ДВФУ действует приоритетный проект «Материалы» и Центр НТИ по направлению виртуальной и дополненной реальности (грант от 16 октября 2018 г. № 1/1251/2018), в рамках которых, в том числе, активно занимаются изучением магниторезистивных сенсорных систем и свойств магнитных материалов.

Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru

Фото – Митя Кузьменко.