科技界普遍认为，移动互联网时代之后，将是物联网时代。物联网的英文缩写是IoT（Internet of Things），即万物相连的互联网。要建构这张变革人类生活的网络，至少需要三个领域的技术突破：传感器、大数据和人工智能。与后两个名词相比，传感器的公众知名度不算高，但事实上，传感器是物联网的基础，而且已大量安装在智能手机里，成为我们生活中不可或缺的电子器件。
上海科研人员在研制哪些传感器？为什么说它们是物联网时代的智能“感官”？记者采访了中科院上海微系统与信息技术研究所、上海矽睿科技有限公司的专家。
智能手机
传感器各显神通
传感器是一种检测装置，能感知各类信号，并将它们转化为电信号或其他形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。上海矽睿科技有限公司首席执行官谢志峰博士介绍，人们平时讲的传感器，其实是传感机系统，也称微机电系统（MEMS），因为它们虽然体积微小，但都是由传感器、集成电路芯片、算法等组成的系统。
如今的智能手机，传感器已是标配，如苹果iPhone6安装了加速度计、陀螺仪、电子罗盘、指纹传感器、距离与环境光传感器、MEMS麦克风、图像传感器、气压传感器等8种传感器，三星Galaxy S4安装了12种传感器。
在嘉定区的上海物联网中心，谢志峰向记者展示了矽睿公司研制的全球首款单芯片三轴AMR磁传感器。磁传感器也叫磁力计、电子罗盘，具有指南针功能，封装后只有1.2毫米见方。与iPhone配备的AKM磁传感器相比，这款AMR磁传感器的误差更小，仅为正负1度；而与市场上采用3颗芯片的AMR磁传感器相比，它只用1颗芯片，集成度更好，成本更低。安装它的手机有能力进行室内导航，在GPS无法使用的情况下，为用户精确定位，每步行100米，误差仅2—3米。磁传感器还可应用于医疗检测。医学研究表明，人体癌变部位的微磁场会出现异常，而磁传感器能测出人体微磁场的强度和方向，因此有望应用于肿瘤早期筛查。
加速度计也是智能手机的标配。为了向记者介绍这种传感器，谢志峰请人用3D打印机制作了一个放大200倍的传感器模型。只见模型器件分为两部分，一部分固定，另一部分可振动。当安装这种传感器的手机和可穿戴设备运动时，振动部分能通过电容变化测出运动状态的改变。安全气囊能在汽车碰撞时及时弹出，就是因为装有加速度计。苹果公司把它装入手机，使手机拥有了转屏功能。
陀螺仪是测量角速度的传感器。许多人喜欢通过转动手机屏幕玩赛车、酷跑类游戏，正是得益于陀螺仪的功能。如今，手机拍照时即便抖动，照片往往也不会模糊。这也得益于陀螺仪，它在拍照时测出手机正在抖动后，会及时让相机软件予以纠正。
“仿生眼”
性能向人眼靠拢
加速度计和陀螺仪，其实在人体内也有。中科院上海微系统所研究员、中央“千人计划”专家张晓林博士介绍，耳朵里的前庭器有半规管，可以测旋转；有耳石，可以测出平移加速度。这些器官能确保人在各种状态下保持平衡，及时避险。
事实上，多种传感器的功能与人和动物的感官功能类似。鸟类体内，好比有磁传感器；“电子鼻”可用于食品质量检测、毒品搜查，与狗鼻相仿；味觉传感器将化学材料与微电子器件结合，能识别多种味道；听觉传感器与人工智能结合后，能判断各种声音源的方向和距离，并能与人对话。
在所有“感官”传感器中，视觉传感器的研发难度最大。张晓林告诉记者，国际上已研制出的视觉传感器包括：雷达式传感器、单摄像机传感器、双摄像机传感器等。雷达式传感器是一种主动式视觉传感技术，与被动式采光的摄像机相比，能耗比较大，“看”到的图像信息也不够多，未来不会是机器人的主流技术。摄像机则与人眼一样，都是被动式采光，但如果只用一台摄像机，就无法获取立体图像，所以双摄像机传感器是未来视觉的主流技术。
谷歌、奔驰、斯巴鲁正在研制的无人驾驶汽车，都采用双摄像机传感器。不过，这些公司研制的视觉传感器都是固定的双目，而不像人眼那样左右眼配合运动。张晓林在日本获得机器人博士学位后，做了8年人眼生理学研究，认为模仿人眼、双摄像机协调运作的视觉传感器才是最优技术方案。从日本归国的他，正在带领团队进行“仿生眼”研究，并组建了上海弼智仿生高科技有限公司，从事科技成果转化。