เซ็นเซอร์อัจฉริยะจะมีคุณสมบัติอะไรบ้างในอนาคต? - ตอนที่ 1

(หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้แปลมาจาก ulinkmedia)

เซ็นเซอร์กลายเป็นสิ่งที่มีอยู่ทั่วไป พวกมันมีอยู่มานานก่อนอินเทอร์เน็ต และแน่นอนว่านานก่อนอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) เซ็นเซอร์อัจฉริยะสมัยใหม่มีให้เลือกใช้งานในหลากหลายแอปพลิเคชันมากกว่าที่เคย ตลาดกำลังเปลี่ยนแปลง และมีปัจจัยขับเคลื่อนการเติบโตมากมาย

รถยนต์ กล้องถ่ายรูป สมาร์ทโฟน และเครื่องจักรในโรงงานที่รองรับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) เป็นเพียงตัวอย่างเล็กน้อยของตลาดการใช้งานเซ็นเซอร์มากมาย

• เซ็นเซอร์ในโลกทางกายภาพของอินเทอร์เน็ต

ด้วยการเกิดขึ้นของอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) การเปลี่ยนผ่านสู่ระบบดิจิทัลในภาคการผลิต (ที่เราเรียกว่า อุตสาหกรรม 4.0) และความพยายามอย่างต่อเนื่องของเราในการเปลี่ยนแปลงสู่ระบบดิจิทัลในทุกภาคส่วนของเศรษฐกิจและสังคม เซ็นเซอร์อัจฉริยะจึงถูกนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ และตลาดเซ็นเซอร์ก็เติบโตอย่างรวดเร็วขึ้นเรื่อยๆ

อันที่จริง ในบางแง่มุม เซ็นเซอร์อัจฉริยะถือเป็นรากฐานที่แท้จริงของอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) ในช่วงเริ่มต้นของการใช้งาน IoT หลายคนยังคงนิยาม IoT ในแง่ของอุปกรณ์ IoT อยู่ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งมักถูกมองว่าเป็นเครือข่ายของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งรวมถึงเซ็นเซอร์อัจฉริยะ อุปกรณ์เหล่านี้อาจเรียกได้ว่าเป็นอุปกรณ์ตรวจจับก็ได้

ดังนั้นจึงรวมถึงเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น เซ็นเซอร์และระบบสื่อสารที่สามารถวัดสิ่งต่างๆ และแปลงสิ่งที่วัดได้ให้เป็นข้อมูลที่สามารถนำไปใช้ในรูปแบบต่างๆ ได้ วัตถุประสงค์และบริบทของการใช้งาน (ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่ใช้) จะเป็นตัวกำหนดว่าควรใช้เซ็นเซอร์ใด

เซ็นเซอร์และเซ็นเซอร์อัจฉริยะ – ชื่อนี้บ่งบอกอะไรบ้าง?

• คำจำกัดความของเซ็นเซอร์และเซ็นเซอร์อัจฉริยะ

เซ็นเซอร์และอุปกรณ์ IoT อื่นๆ เป็นรากฐานของเทคโนโลยี IoT พวกมันเก็บรวบรวมข้อมูลที่แอปพลิเคชันของเราต้องการและส่งต่อไปยังระบบแพลตฟอร์มการสื่อสารระดับสูงกว่า ดังที่เราได้อธิบายไว้ในบทนำเกี่ยวกับเทคโนโลยี IoT โครงการ IoT หนึ่งๆ สามารถใช้เซ็นเซอร์ได้หลายตัว ประเภทและจำนวนของเซ็นเซอร์ที่ใช้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดและความชาญฉลาดของโครงการ ลองนึกถึงแท่นขุดเจาะน้ำมันอัจฉริยะ: มันอาจมีเซ็นเซอร์นับหมื่นตัว

• นิยามของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์เป็นตัวแปลงพลังงาน เช่นเดียวกับอุปกรณ์กระตุ้นการทำงาน เซ็นเซอร์แปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง สำหรับเซ็นเซอร์อัจฉริยะ หมายความว่าเซ็นเซอร์สามารถ "รับรู้" สภาพแวดล้อมภายในและรอบๆ อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ รวมถึงวัตถุทางกายภาพที่ใช้งาน (สถานะและสภาพแวดล้อม)

เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับและวัดค่าพารามิเตอร์ เหตุการณ์ หรือการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ และส่งข้อมูลไปยังระบบระดับสูงกว่าและอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งสามารถนำข้อมูลไปใช้ในการประมวลผล วิเคราะห์ และอื่นๆ ได้

เซนเซอร์คืออุปกรณ์ที่ตรวจจับ วัด หรือบ่งชี้ปริมาณทางกายภาพเฉพาะใดๆ (เช่น แสง ความร้อน การเคลื่อนไหว ความชื้น ความดัน หรือสิ่งอื่นๆ ที่คล้ายกัน) โดยการแปลงปริมาณเหล่านั้นให้เป็นรูปแบบอื่น (โดยหลักคือพัลส์ไฟฟ้า) (จาก: สถาบันวิจัยตลาดแห่งสหรัฐอเมริกา)

พารามิเตอร์และเหตุการณ์ที่เซ็นเซอร์สามารถ "ตรวจจับ" และสื่อสารได้นั้น ได้แก่ ปริมาณทางกายภาพ เช่น แสง เสียง ความดัน อุณหภูมิ การสั่นสะเทือน ความชื้น การมีอยู่ขององค์ประกอบทางเคมีหรือก๊าซบางชนิด การเคลื่อนไหว การมีอยู่ของอนุภาคฝุ่น เป็นต้น

เห็นได้ชัดว่าเซ็นเซอร์เป็นส่วนสำคัญของอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และจำเป็นต้องมีความแม่นยำสูง เนื่องจากเซ็นเซอร์เป็นจุดแรกในการรับข้อมูล

เมื่อเซ็นเซอร์ตรวจจับและส่งข้อมูล ตัวกระตุ้นก็จะทำงานและเริ่มทำงาน ตัวกระตุ้นจะรับสัญญาณและกำหนดการเคลื่อนไหวที่จำเป็นเพื่อดำเนินการในสภาพแวดล้อม ภาพด้านล่างทำให้เห็นภาพได้ชัดเจนยิ่งขึ้นและแสดงให้เห็นถึงสิ่งที่เราสามารถ "สัมผัส" ได้ เซ็นเซอร์ IoT นั้นแตกต่างออกไปตรงที่มันอยู่ในรูปแบบของโมดูลเซ็นเซอร์หรือบอร์ดพัฒนา (โดยปกติจะออกแบบมาสำหรับกรณีการใช้งานและแอปพลิเคชันเฉพาะ) และอื่นๆ

• นิยามของเซ็นเซอร์อัจฉริยะ

คำว่า “อัจฉริยะ” เคยถูกใช้ร่วมกับคำอื่นๆ อีกมากมายก่อนที่จะถูกนำมาใช้กับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) เช่น อาคารอัจฉริยะ ระบบจัดการขยะอัจฉริยะ บ้านอัจฉริยะ หลอดไฟอัจฉริยะ เมืองอัจฉริยะ ไฟถนนอัจฉริยะ สำนักงานอัจฉริยะ โรงงานอัจฉริยะ และอื่นๆ อีกมากมาย และแน่นอนว่ารวมถึงเซ็นเซอร์อัจฉริยะด้วย

เซ็นเซอร์อัจฉริยะแตกต่างจากเซ็นเซอร์ทั่วไปตรงที่เซ็นเซอร์อัจฉริยะเป็นแพลตฟอร์มขั้นสูงที่มีเทคโนโลยีในตัว เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ หน่วยเก็บข้อมูล เครื่องมือวินิจฉัย และเครื่องมือเชื่อมต่อ ที่แปลงสัญญาณตอบรับแบบดั้งเดิมให้กลายเป็นข้อมูลเชิงลึกดิจิทัลอย่างแท้จริง (Deloitte)

ในปี 2009 สมาคมเซ็นเซอร์ความถี่สากล (IFSA) ได้สำรวจความคิดเห็นจากผู้คนในแวดวงวิชาการและอุตสาหกรรมหลายท่านเพื่อกำหนดนิยามของเซ็นเซอร์อัจฉริยะ หลังจากที่เปลี่ยนมาใช้สัญญาณดิจิทัลในช่วงทศวรรษ 1980 และมีการเพิ่มเทคโนโลยีใหม่ๆ มากมายในช่วงทศวรรษ 1990 เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่จึงสามารถเรียกได้ว่าเป็นเซ็นเซอร์อัจฉริยะ

ทศวรรษ 1990 ยังเป็นช่วงที่แนวคิด "การประมวลผลแบบแพร่หลาย" (pervasive computing) ถือกำเนิดขึ้น ซึ่งถือเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things หรือ Internet of Things) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการประมวลผลแบบฝังตัว (embedded computing) ก้าวหน้าขึ้น ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 การพัฒนาและการประยุกต์ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลและเทคโนโลยีไร้สายในโมดูลเซ็นเซอร์เติบโตอย่างต่อเนื่อง และการส่งข้อมูลบนพื้นฐานของการตรวจจับและอื่นๆ ก็มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบันสิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนในอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง ที่จริงแล้ว บางคนพูดถึงเครือข่ายเซ็นเซอร์ก่อนที่คำว่าอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งจะเกิดขึ้นเสียอีก ดังนั้นอย่างที่คุณเห็น มีหลายสิ่งหลายอย่างเกิดขึ้นในวงการเซ็นเซอร์อัจฉริยะในปี 2009