每日照片:传感器只有在感兴趣的信号存在时才会唤醒

这是你的任务。制造一个微型传感器，以探测热排气管、柴火甚至人类的红外(IR)波长特征。设计传感器，使它可以保持休眠和无人看管，但始终保持警觉，即使多年，不消耗电池电源。并制造传感器，使探测行为本身可以启动信号的发射，以提醒战士、消防员或其他人“感兴趣的信号”已经被检测到。这是一种情报、侦察和监视(ISR)技术，可以提高态势感知，同时最大限度地减少潜在危险的维修任务，以更换耗尽的电池。

今天在线在线自然纳米技术, a research team at Northeastern University, led by Electrical and Computer Engineering Associate Professor Matteo Rinaldi, reports pulling off this tall order of DARPA’s Near Zero Power RF and Sensor Operation (N-ZERO) program with a device the Boston team refers to as a “plasmonically-enhanced micromechanical photoswitch.”

美国国防部高级研究计划局(DARPA)微系统技术办公室的N-ZERO项目经理特洛伊·奥尔森(Troy Olsson)说:“与传统传感器不同，东北红外传感器技术真正有趣的地方在于，当待探测的红外波长不存在时，它消耗的备用功率为零。”“当这些红外波长出现并冲击到Northeastern团队的红外传感器时，来自红外源的能量会加热传感元件，进而导致关键传感器组件的物理移动。这些运动会导致开路元件的机械闭合，从而导致探测到目标红外信号的信号。”

传感器是聪明的物理和工程的展示，包括纳米级贴片的网格，其特定尺寸限制仅吸收特定的IR波长。“基于电荷的激发，称为等离子体（可以思考水面上的涟漪），在纳米级贴片下方高度本地化，并有效地将特定波长捕获到超薄结构中，诱导相对较大的光并迅速飙升在其温度下，“Rinaldi解释说。这些温度尖峰又导致了上游的事件序列，这些事件序列达到了传感器的其他部分的电路完成变形。

“该技术具有多个传感元件 - 每次调谐以吸收特定的IR波长，”Olsson指出。“在一起，这些相结合到能够分析IR光谱的复杂逻辑电路中，这为这些传感器打开了不仅在环境中检测IR能量的方式，而是指定该能量是否从火灾，车辆，人或其他其他IR源中指定。“

考虑从IR排放的识别车辆。燃烧汽油或柴油燃料的发动机在其废气中发出特定化合物。在这些化合物中，是CO 2，CO，H 2 O，氮和硫的各种氧化物（分别为硫（NOx和Sox）和烃类，如甲烷。“因此，从诸如卡车，汽车或飞机等车辆中出来的加热尾管气体的红外发射光谱作为特定于车辆类型的签名，”张云谦均致力于瑞拓地区和其他研究团队成员在N-Zero计划上。

N-ZERO项目的主要目标是开发基础技术，为与国家安全相关的新的、更强大的传感器系统开辟道路。NU研究小组指出自然纳米技术纸质认为，由于事物互联网扩展到包括数十亿个设备，从汽车，到电器，远程部署的传感器，相同的技术可能变得重要。“只有当存在有用信息时，才能消耗功率的能力将导致无人看管的几乎无限制的操作持续时间传感器部署用于检测不频繁但时间紧迫的事件，对物联网的扩散具有开创性的影响，”东北大学的研究人员在他们的论文中预测。