2017年7月,國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,將人工智能提升到國家戰(zhàn)略;2017年11月,工信部印發(fā)《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動指南(2017—2019年)》,對智能傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路、總體目標、主要任務等做了整體布局;2017年12月,工信部印發(fā)《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018-2020年)》,將智能傳感器列為人工智能核心基礎(chǔ)技術(shù)。上下游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟已促使智能傳感的發(fā)展進入了一個全新階段。
傳感技術(shù)是人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等新興技術(shù)的感知層核心技術(shù),提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源。傳感技術(shù)正向微型化、智能化、集成化、無源化方向演進,物理感知的范圍更加泛在,信息采集的手段更加便捷,數(shù)據(jù)獲取的類型更加多樣,智能傳感技術(shù)為大云物移智的發(fā)展提供了堅實的硬件基礎(chǔ)。在多學科融合背景下,智能傳感的發(fā)展表現(xiàn)出如下幾個趨勢:
一是傳感終端化,單一的、單參量的傳感器件處于產(chǎn)業(yè)鏈的末端,規(guī)模產(chǎn)業(yè)化會遇到天花板,而集合傳感、計算、控制、存儲、處理及通信的具有完整功能的感知終端具有更高的市場價值,更可在科研布局和應用部署中將占據(jù)主動權(quán);
二是傳感網(wǎng)絡(luò)化,從最早的傳感探頭、傳感陣列、多傳感器系統(tǒng)再到傳感器網(wǎng)絡(luò)和如今的廣域物聯(lián)網(wǎng),傳感技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了單物量測、局域傳感網(wǎng)再到泛在感知網(wǎng)的升級換代,傳感器上網(wǎng)和在線感知是萬物互聯(lián)新時代的重要技術(shù)需求;
三是傳感智能化,智能傳感已被定義為新一代人工智能核心基礎(chǔ)技術(shù),因而,傳感與智能和數(shù)據(jù)結(jié)合是大勢所趨,實現(xiàn)云-端交互,將輕量級人工智能算法下沉至傳感終端,賦予感知終端邊緣計算、在網(wǎng)計算和嵌入式計算能力是必然的技術(shù)選擇。
2018年6月20日,人工智能應用學術(shù)研討會在京召開。中國電科院王繼業(yè)副院長在人工智能重點研發(fā)方向和發(fā)展趨勢中指出,智能傳感是人工智能的核心基礎(chǔ)技術(shù)之一,人工智能的海量元數(shù)據(jù)來源于信息感知與采集,傳感器是電網(wǎng)電氣量、狀態(tài)量的采集終端,是能源互聯(lián)網(wǎng)的感知神經(jīng)末稍,是電力調(diào)度、保護測控、安全運維、在線監(jiān)測的基礎(chǔ)設(shè)施組成單元,被視作電力三次設(shè)備,在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行中發(fā)揮著基礎(chǔ)而廣泛的作用,是加快促進電網(wǎng)信息物理融合(CPS)進程的重要裝備。
基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)、5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星空天地一體化網(wǎng)絡(luò)空間,傳感器的網(wǎng)絡(luò)化、泛在化、在線化已成為必然發(fā)展趨勢;電網(wǎng)物理設(shè)備與信息感知終端耦合,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的大范圍空間部署,業(yè)務應用以云為平臺、數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),人工智能為核心,共同構(gòu)建全業(yè)務泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)具備廣泛的應用場景,應在以下五個方面開展技術(shù)研究和應用突破:
1.基于全光信號處理的無源光波導傳感器技術(shù)。研究光學、光電、光纖等光傳感與集成光波導傳感技術(shù),實現(xiàn)基于光傳感的分布式、多參量測量。
2.基于微機電系統(tǒng)(MEMS)的微結(jié)構(gòu)電參量傳感器技術(shù)。研究微型化、大動態(tài)范圍、高靈敏度、高分辨率的新型電場傳感技術(shù),探索磁場和電流新型無源檢測技術(shù)。
3.基于新型敏感材料的傳感器技術(shù)及應用。研究部分超材料特性,包括磁致伸縮材料、壓電晶體材料、巨磁阻材料等,探索適用于復雜電磁環(huán)境下的傳感器技術(shù)。
4.智能傳感器現(xiàn)場能量采集及微取能技術(shù)。研究傳感器就地利用環(huán)境獲取能量的機理及相關(guān)技術(shù),突破取能技術(shù)與智能傳感器的融合應用。
5.傳感器高可靠邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。研究多傳感器系統(tǒng)、傳感陣列、傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)同檢測、數(shù)據(jù)融合技術(shù),面向傳感器的在線化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢,突破電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模應用瓶頸。
面向新一代電力系統(tǒng)及能源互聯(lián)網(wǎng),應進一步加強智能傳感關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)研發(fā),攻克微型化、集成化、多參量智能傳感技術(shù)難題,掌握核心環(huán)節(jié)技術(shù),突破芯片級傳感制作工藝;大力發(fā)展面向電網(wǎng)新應用場景的直流電流、弱磁場、空間電場、射頻標識等智能傳感器,推動傳感器實現(xiàn)高精度、高可靠、低功耗、低成本。構(gòu)建先進傳感研發(fā)試驗基地,推動微機電系統(tǒng)(MEMS)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)等先進加工工藝落地,建設(shè)壓電材料、磁性材料等敏感材料,以及封裝和個性化測試等實驗研究平臺。
此外,中國電科院將從業(yè)務需求出發(fā),凝練技術(shù)問題,統(tǒng)籌人工智能與大數(shù)據(jù)資源,研發(fā)新產(chǎn)品和關(guān)鍵器件,積極發(fā)揮多專業(yè)、多學科綜合優(yōu)勢,以高端核心技術(shù)和高價值知識產(chǎn)權(quán)為輸出,構(gòu)建聯(lián)合攻關(guān)新模式、新業(yè)態(tài)。將聯(lián)合高校、科研機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)單位和應用單位建設(shè)聯(lián)合創(chuàng)新實驗室,形成產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動,共同推動電力行業(yè)智能傳感技術(shù)發(fā)展和應用創(chuàng)新。
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