科技热词｜人类5大感官所对应的「传感器」

传感器在我们生活中的应用范围很广，种类也繁多，大到一辆汽车，小到一个智能手环，它们之中所含的传感器，无不是人类智慧结晶的体现。

早在N年前，逻辑元件、记忆元件与感测元件就已经并列是电子系统的三大元件。从压力测量到机械测量，到电气测量的发展经历很多的变革，在到如今的传感器时代，那是一个电子元件的历史蜕变。 随著云端概念普及，逐渐不被重视的同时，传感器元件却以黑马之姿，打出一片属于自己的天下。

科技热词解析

#传感器#

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

传感器的作用

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代，在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

人类五大感官对应的五大传感器

人类5大感觉器官

如果用传感器相比拟的话

可以简单做一些归类

①

视觉—光敏传感器

②

听觉—声敏传感器

③

嗅觉—气敏传感器

④

味觉—化学传感器

⑤

触觉—压敏、温敏、流体传感器

传感器技术 在发展经济、推动社会进步方面的重要作用是十分明显的，世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

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给机器赋予感官——传感器概述「机器感官1」

本文是维吉百科科普创作系列——『机器感官』的第1篇。

从人类的感官开始

常言道：『眼睛是心灵的窗户』，眼睛，其实就是人类感官的一种——视觉。早在两千多年前，亚里士多德至少描述了五种感觉，即视觉，听觉，嗅觉，味觉和触觉。亚里斯多德的影响力如此持久，以至于许多人仍在谈论这五种感觉，就好像没有其他感觉一样。

「亚里士多德」 (1811) 绘画作者：弗朗西斯科·海耶兹 (1791–1882)

在中世纪的亚里士多德感知理论的表述中，对世界的感知是由灵魂主导的。

路易斯·勒奥波德·博伊（Louis-LéopoldBoilly）的五种感官插图（约1823年）

但随着科技对生物学和人类大脑的研究探索日趋深入，科研人员发现了更多的人体感官。例如：包括受体的肌肉，肌腱和关节，其产生的力感（也就是运动感）；内耳前庭的感受器为我们提供了平衡感；在循环系统中，感受器对血液中的二氧化碳、血压或心率的变化很敏感；而消化道中的感受器似乎可以调节饥饿和口渴等感觉，一些脑细胞也可能作为饥饿受体参与其中。这对于大脑下部(如下丘脑)的细胞来说尤其如此，在那里一些细胞被发现对血液化学(水和其他消化产物)的变化很敏感，甚至对大脑内部的温度变化也很敏感。

关于感官的认知差异

感官的基本特征

感官可以通过他们会做出的刺激进行分类：有感光体（用于光），机械感受器（用于变形或弯曲），热感受器（用于温度），化学感受器（嗅觉和味觉），以及伤害感受器（用于疼痛刺激）。这些感官都可以把收到的刺激转化为——神经冲动，传给大脑。

皮肤上的传感器探测到刺激后，会将信号发送到大脑。

很多动物也有和人类似的感官，所以我们可以通过研究动物，获得对感官原理的进一步了解。许多动物具有特别的“天赋”，使它们能够检测人类无法感知的刺激。

很多蛇类，能看到人眼“看不见”的红外光，让它们在黑暗环境中也能分辨猎物。

蜜蜂能看到紫阿外线。A是人眼看到的，B是紫外线滤光片，C是模拟复眼的照片，D是科学家推测蜜蜂看到的效果

蝙蝠使用超声波，在全黑暗环境里自由飞行捕食。

狗的嗅觉比人类要强大数千倍，成为『地球上最复杂的气味检测设备之一』。

什么是传感器？

人和动物的感官，实质上就是生物的传感器。所以说，传感器是测量物理量的装置，并能将感受或测量到的信息进行输出 。

比如说，当你触摸一个物体时，手指上的传感器会向你的大脑发送信号，这样你的大脑就能识别出物体是热的还是冷的。

生物传感器与大脑通过神经纤维连接

你手指上的皮肤含有少量敏感的神经末梢，这些末梢可以探测到诸如温度之类的刺激（物理量）。这种刺激被转换成神经脉冲，通过神经纤维发送到大脑的一个特定区域，该区域将其解释为热或冷。压力和疼痛信号也是如此。

传感器为决策提供信息：从刺激到反应

这就是我们从刺激（灼烧）到反应（手的运动）的整个过程。

刺激>传感器>协调器>效应器>反应触摸>疼痛感受器>神经系统>肌肉>运动

上面的步骤描述了当你触摸到热的东西时到做出反应的过程：刺激是触摸，传感器是你手指上的温度感受器，它感知并传递给神经系统（脊髓和大脑），神经系统是协调器。协调器决定如何做出反应，然后命令手部肌肉（效应器）快速回跳。

传感器——为机器赋予感官

神经科学和工程学的研究，向我们展示了人脑与各种感官在功能方面，与机器人的处理器和传感器的相似之处。新发现向我们表明，弄清人类大脑和人体感官系统的运作原理，对机械和生物工程师很有用，他们可以根据这些成果设计更好的传感器、计算机和机器人。工程师设计的传感器还可以在很多场景发挥作用，例如速度计，超声波传感器，麦克风，婴儿监视器，夜灯和医学超声波成像等等。

Grove Zero 的几种常见传感器

在生物工程和系统神经生物学等不断发展的领域，工程师越来越多地参与动物与人体研究，并努力复制其许多系统的功能。例如，设计带有传感器的步行机器人。下面，更跟随我们一起探寻，人体或动物是如何通过感官感知环境，我们又是如何通过传感器，来赋予机器感官。

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