聲敏傳感器無(wú)需外部電源，由某些噪音產(chǎn)生的聲波激活。

　　研究人員開發(fā)了一種無(wú)電池傳感器，可以對(duì)聲波（例如特定的口語(yǔ)單詞）做出反應(yīng)，產(chǎn)生足夠的振動(dòng)能量來(lái)為電子設(shè)備供電。這種新型傳感器不僅可以減少電池浪費(fèi)，還可以為人工耳蝸等醫(yī)療設(shè)備供電或監(jiān)控建筑物故障。

　　我們依靠電池為我們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多物品提供動(dòng)力，從智能手機(jī)和玩具到遙控器和手電筒。因此，全世界每年有 150 億塊電池被丟棄，其中許多最終被填埋。對(duì)于某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，扔掉電池可能很快就會(huì)成為過(guò)去式，這要?dú)w功于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員，他們開發(fā)了一種除了聲音之外不需要任何動(dòng)力的傳感器。

　　“該傳感器純粹以機(jī)械方式工作，不需要外部能源。”該研究的合著者之一約翰·羅伯茨森（Johan Robertsson）說(shuō)：“它只是利用聲波中包含的振動(dòng)能量。”

　　但僅限于某些聲波。研究人員開發(fā)的傳感器具有被動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別功能，每當(dāng)說(shuō)出某個(gè)單詞或產(chǎn)生特定的音調(diào)或噪音時(shí)就會(huì)被激活。發(fā)出的聲波（而不是其他聲波）導(dǎo)致傳感器充分振動(dòng)，從而產(chǎn)生微小的電脈沖來(lái)打開電子設(shè)備。原型傳感器可以區(qū)分口頭單詞“三”和“四”。因?yàn)椤八摹北取叭碑a(chǎn)生更多的聲音能量，所以它會(huì)導(dǎo)致傳感器振動(dòng)，打開設(shè)備或觸發(fā)后續(xù)過(guò)程，而說(shuō)出“三”這個(gè)詞則沒(méi)有效果。

　　由條連接的超材料晶格的振動(dòng)板選擇性地響應(yīng)聲波

　　該傳感器是一種超材料，它是任何經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)而具有自然界中罕見特性的材料。

　　共同通訊作者馬克-塞拉-加西亞（Marc Serra-Garcia）說(shuō)："我們的傳感器純粹由硅組成，既不像傳統(tǒng)電子傳感器那樣含有有毒重金屬，也不含任何稀土。"

　　但是，傳感器的語(yǔ)音識(shí)別特性來(lái)自于它的結(jié)構(gòu)，而不是它的材質(zhì)。研究人員利用計(jì)算機(jī)建模和算法，設(shè)計(jì)出了傳感器的結(jié)構(gòu)，即由相同的硅板（諧振器）組成的晶格，這些硅板由像彈簧一樣的細(xì)條連接。這些彈簧決定了特定的聲音是否會(huì)使傳感器啟動(dòng)。

　　研究人員認(rèn)為，這種無(wú)需電池、由聲音驅(qū)動(dòng)的傳感器有許多潛在應(yīng)用。例如，它可以用來(lái)監(jiān)測(cè)地震和建筑物，記錄建筑物地基開裂時(shí)發(fā)出的特定聲音?；蛘?，它也可以檢測(cè)到氣體泄漏時(shí)發(fā)出的嘶嘶聲，并觸發(fā)警報(bào)。

　　他們說(shuō)，這種傳感器還可以應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，比如為耳聾或聽力損失患者植入人工耳蝸。目前，每個(gè)植入體需要兩到三塊電池，具體取決于所使用的聲音處理器類型。一次性電池可使用 30 到 60 小時(shí)，但需要經(jīng)常更換。

　　這種新型傳感器也可用于持續(xù)測(cè)量眼壓。

　　塞拉-加西亞說(shuō)："眼睛里沒(méi)有足夠的空間來(lái)安裝帶電池的傳感器。工業(yè)界對(duì)零能耗傳感器也很感興趣。"

　　研究人員的目標(biāo)是在 2027 年之前推出可靠的傳感器原型。較新的迭代產(chǎn)品應(yīng)能區(qū)分多達(dá) 12 個(gè)不同的單詞，包括 "開"、"關(guān)"、"上 "和 "下 "等標(biāo)準(zhǔn)指令。而且，與手掌大小的原型相比，研究人員計(jì)劃讓更新版本的傳感器只有拇指甲大小或更小。

　　塞拉-加西亞說(shuō)："如果到那時(shí)我們還沒(méi)有引起任何人的興趣，我們可能會(huì)成立自己的新公司。"