A szenzorok jelentősége az utóbbi két évtizedben érté­ke­lődött fel igazán, amióta a telematikai adatokat az internet segítségével már lehetséges felhőkben tárolni és megosztani. A technológiai fejlesztések jóvoltából az érzékelők egyre intelligenseb­bekké válnak, és méréseik is jóval pontosabbak, mint korábban. Egyetlen okos­telefon már több mint húsz szenzort tartalmaz, egy elektromos autó pedig több százat. A szenzorok mára szinte mindenütt jelen vannak, biztonságo­sabbá teszik a járműveket, „átírták” az ipari automatizáció fogalmát, forradalmasí­tották az egészségügyi megoldásokat, és a klíma­védelemhez is egyre nagyobb mértékben járulnak hozzá.

Az élet őrzői

Az életmentésben és a katasztrófa­elhárításban is aktív szerep jut a legújabb szenzoroknak. Az Egyesült Államokban például a 911-es segély­vonalra érkező hívások esetén a telefo­nokba épített légnyomás­szenzorok adatai alapján a diszpécserek nemcsak azt látják, honnan érkezik egy segélykérés, hanem azt is, hogy hanyadik emeletről. Ez az információ nemcsak a felhő­karcolók esetében, de akár a hagyományos lakó­telepeken is életmentő lehet. 

A Kalifor­niai Egyetem San Diegó-i munkatársai idén év elején egy olyan, akár 24 órán keresztül viselhető eszközt fejlesztettek ki, amelynek segítségével folyamatosan figyelhető a szív működése. A mintegy 2 × 2 centiméteres miniatűr szenzort tartalmazó fejlesztés rugalmas, mozgás közben sem irritálja a bőrt. A szívultrahang­tapasz viselésével korábban észrevétlen tünetek alapján már a korai szakaszban felismerhetővé válnak egyes betegsé­gek, a miniatűr szenzor pedig nemcsak a bal kamráról, hanem az egész szívről képes folyamatosan képet alkotni, és a kutatók arra is felhívták a figyelmet, hogy alkalmaz­ható más szerveknél is, akár a gyomornál, vesénél vagy a májnál. Az ultrahang­tapasz proto­típusa egyelőre kábellel kapcsolódik a számítás­technikai eszközhöz, azonban a tervek szerint vezeték nélküli kapcsolatra cserélik.

Egy svájci kutatócsapat már korábban kifejlesztett egy vezeték nélküli jeladóval és saját áramforrással ellátott vérképelemző chipet, és ennek köszönhetően nem szükséges a pácienstől időről időre vért venni,

mivel a mérőrendszert a bőr alá ültethetik be az orvosok. A véranalízis-rendszer krónikus betegségek kontrollálá­sára és gyógyszeres kezelésen áteső páciensek állapotának folyamatos meg­figyelésére alkalmas. A bőr alá ültetett szenzor Bluetooth-technológiával kommunikál, a begyűjtött adatokat mobil­telefonon továbbítja a rendszer az orvosoknak. A műszer saját áram­forrással rendelkezik, amely néhány hónapig képes működtetni a szenzort.

Néhány éve egy érdekes projektbe kezdtek Indiában, a több tízmilliós Delhi lég­szennyezett­ségének nyomon követésére, miután a település a „világ leg­szennyezettebb városa” címet kapta az Egészségügyi Világ­szervezettől; riksákra rögzített szenzorokat használtak. A hagyományos levegő­minőségi mérésekkel ellentétben, amelyek mindig ugyanarról a helyről vesznek mintát, a projekthez telepített érzékelők közvetlenül a forgalmi dugókból, piacokról és lakó­negyedekből származó adatokat gyűjtöttek a város egész területén, és 30 másod­percenként továbbították a projektet életre hívó SocialCops adatplatformjára.

Minden eszköz tartalmaz egy levegőben lévő részecske­érzékelőt, egy GPS-egységet, valamint egy cellás antennát. Mindössze öt riksa segítsé­gével az óránkénti szennyezési értéket átlagosan 600 adatpont 15 ezer különböző leolvasásából számították ki. A tét nem volt kicsi, miután a lég­szennyezett­ség naponta úgy 80 ember halálát okozza Delhiben. A levegő télen hónapokon át fojtogató, mivel az erős hideg felfogja a port, a járművek kibocsátását és a termény­hulladék égéséből származó füstöt. Miután a lég­szennyezettség mértéke napjainkra sem változott érdemben, az indiai kormány tavaly már egy olyan, szűrőkkel felszerelt motoros sisak népszerűsíté­sébe kezdett, amely a levegőben található szennyező­részecskék 80 százalékát megszűri. Az államilag támogatott Shellios Technolabs nevű startup bukósisakját légtisztító egységgel látták el, emellett cserélhető szűrő­membránnal és hat órán át működőképes akkumulátorral szerelték fel, amely microUSB-nyíláson keresztül tölthető. A független laboratórium által végzett tesztek megerősítették, hogy a sisak a szennyező anyagok több mint 80 százalékától kíméli meg a viselőjét.

Okosruha teszi a jövő emberét

Az okoseszközök már az öltözködés területén is egyre markán­sabban vannak jelen; a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutató­csoportja egy apró, ruhaszövetbe illeszthető eszközt fejlesztett ki, amely kontroll alatt tartja viselője egészségi állapotát, így az orvosok személyes találkozó nélkül is nyomon követhetik a pácienseken bekövetkezett változásokat. A szenzor különlegessége, hogy mosógépben is mosható. Nem ez az egyet­len izgalmas intelligens­póló-fejlesztés. A kínai ZTE multinacionális cég is – amely távközlési berendezésekkel és rendszerekkel foglalkozik – piacra dobott egy saját darabot: a YouCare névre hallgató megoldás egyebek között figyeli az izmok működését, az izzadás és a légzés mértékét, sőt még a test­hőmérsékletet is. A ruhadarab szövetbe nyomtatott polimer érzékelőkkel van átszőve, ezeket használja az érzékelésre.

Komoly magyar sikerekről is be tudunk számolni. A világ első professzionális vitorlás ruhája igazi csapatmunka eredménye: nemzetközi textil­­konferenciákra, hónapokig tartó termék­­fejlesztésre, mintegy két évig tartó tervezésre, Nobel-díjjal jutalmazott alapanyagra és a vitorlás közösség bevonására volt szükség hozzá. A 878co márkanévvel a fejlesztők Magyar­ország textil­iparának korszerűsítője, az 1878-ban született Goldberger Leó előtt tisztelegnek.

A magyar fejlesztésű okosruha különlegességét a vállalat által fejlesztett On-Board-Unit (OBU) megoldás adja, amellyel a hajó navigációs rendszeréhez lehet csatlakozni, valamint egy, a kabátban elhelyezett digitális kijelző, melyre az OBU Bluetooth-kapcsolattal továbbít előre kiválasztott adatokat.

A mobilapplikáció segítségével azt lehet eldönteni, hogy milyen adatok jelenjenek meg a kabátban elhelyezett kijelzőn, amelyet UV-védelemmel láttak el, és csillanásmentes felületének köszönhetően erős napfényben is könnyen olvasható.

Amerikában idén tavasszal egy olyan, cipőre szerelhető okoseszköz jelent meg, amellyel forradalmasíthatják a városi közleke­dést a gyalogosok számára.

A beépített szenzorok a lábbeli al­ján található kerekek által diktált sebességért felelnek, a mester­séges intelligencia pedig a séta ritmusának elemzését végzi. A Moonwalker (Holdjáró) nevet viselő fejlesztéshez egy precíziós sebességváltó és egy minimális méretű akkumulátor­csomag is tartozik. Az akkumulátort másfél óra alatt lehet feltölteni, és a ható­távol­sága 10 kilométer. A Shift Robotics okos mobil­eszközével akár háromszor gyorsabb tempót lehet diktálni az óránként 11 kilo­méteres sebességgel. Az aktiváláshoz a viselőjének meg kell emelnie a jobb sarkát, és az óramutató járásával megegyező irányba kell tenni vele egy kört a bal lába felé, miközben a lábujjaknak végig a talajon kell maradniuk.

A biztonságos közlekedésért

A szenzorok szerepe a közlekedésben már évtizedes hagyományokra tekint vissza. A Continental kopásérzékelő eszköze például már azt is jelzi, mikor szükséges a gumi­abroncsot cserélni, a Volvo szenzora pedig a kormány­mozgások alapján azt ismeri fel, hogy a sofőr fáradt, vagy egyszerűen nem figyel oda a vezetésre. Az elektromos autózás terjedésével a fókusz egyre inkább az akkumulátorokra terelődött: a Freescale intelligens akkumulátor­érzékelője az aksi állapotáról, töltöttségéről és funkciós para­métereiről gyűjti folyamatosan az adatokat, a brit Metis Engineering tavaly mutatta be akkumulátor­biztonsági szenzorát, amely a nyomás változását, a páratartalom mértékét és a gázok összetételét is figyeli. Ezeket az adatokat a szenzor képes összevetni más forrásból érkező adatokkal, például a hőmérsék­lettel, így keresve a rendszerben felmerülő esetleges problémákat. A szenzor veszély esetén az autó egyik vezérlő­egységének nemcsak jelzést küld, de, ha szükséges, le is választja az érintett akkumulátort a gépkocsi elektromos hálózatáról, megakadályozva a termikus láncreakció kialakulását. A Metis érzékelőjének a baleseteknél lehet nagy szerepe, az ütközés után ugyanis meg tudja állapítani, hogy az akkumulátort érte-e a biztonságos szintnél nagyobb terhelés, és amennyiben igen, mennyi ideig. Ennek alapján dönti el, szükség van-e szervizelésre.

A Continental érintkezés­érzékelő rendszere észleli a hangok azonosításával az alacsony sebességű érintkezést a jármű meg egy személy vagy a jármű és egy tárgy között. A CoSSy (Contact Sensor System) különbséget tesz a levegőben lévő hangok, a koccaná­sok, horpadások és karcolások között, és még arra is képes, hogy felismerje, ha valaki megkarcolja a parkoló autót. A biztonságos működés érdekében egy redundáns jel­csatornával szerelték fel, a rendszert pedig olyan tárgyak észlelésére finom­hangolták, amelyek kiesnek a rövid távú vagy egyéb típusú szenzorok érzékelési mezőjéből. A CoSSy alkalmas a sofőr hang­felismerésen alapuló azonosítására, és az érintésen keresztüli kommunikációra; ennek eredménye­ként egyetlen érintéssel kinyílik az autó ajtaja is. 

Az idei évre tervezi piacra dobni a teszt­üzemmódon már túljutott robot­taxiját a Hyundai. Az önvezető autóra több mint 30 új Lidar-, radar- és kamera­érzékelőt építettek, így az elektronika a jármű teljes környezetét figyelni tudja. A kocsi természetesen emberi vezetésre is alkalmas maradt, amennyiben a sofőr így dönt. 

A feledékeny szülők segítségére siet az ultra­széles sávú technológiát használó gyermek­jelenlét-érzékelő rendszer, amely értesítést küld az autó vezetőjének telefonjára, ha túl sokáig maradt a gyerek egyedül az utastérben.

Ez a technológia a nyári forróságban akár a picik életét is megmentheti. A szenzorok a kisgyermek mellkasának emelkedését és süllyedését is érzékelik, és ha a gyermek az autó utasterében marad, a rendszer legkésőbb tíz másodperc elteltével hallható, látható vagy rezgő riasztást küld a vezető okostelefonjára.

Új kitörési pontok?

A szenzortechnológia egészen speciális területeken is szerepet kap. A londoni Odin Space

idén nyáron állította Föld körüli pályára új űrszemétszenzorát, mellyel a jelenlegi technológia számára érzékelhetetlenül apró űrszemét mozgását is követni tudják.

Eddig csak a 10 centiméternél nagyobb darabokat tudták felismerni az űrben. A tudósok a mérésekkel megállapították, hogy már napjainkban is több tízezer űrszemét kering a Föld körül, és számuk a jövőben exponenciálisan emelkedni fog.

Felettébb biztató eredményeket tudnak felmutatni a nanotechnológiában is. Egy bostoni kutatócsoport szenzorok­ká alakította át egy kísérleti spenótültetvény növényeit, melyek gyökerei észlelik a talajban, a talajvízben jelen lévő nitrogénvegyületeket, az adatokat pedig a leveleikben lévő szén nano­csövek segítségével továbbítják. Ezeket a jeleket egy infra­vörös kamera fogja be, a kapott üzenetről e-mailben értesítik a kutatókat. A tudóscsoport a növényektől kinyert információk alapján próbálja meg nyomon követni a környezeti válto­zásokat.

Szakértők szerint a következő piaci robbanás az okos­­szemüvegek tér­nyerésétől várható. A piaci várakozások alapján széles körben fognak elterjedni, és vezetés közben a szenzo­rok­kal „felokosított” szemüvegünk fejmozdulatainkat követve mutatja majd meg a helyes útirányt, vagy ismeri fel a veszélyes helyzeteket. Még a főzés szerelmeseinek is könnyebb dolguk lesz, hiszen ezzel az eszközzel a hozzá­valók adagolása, a mennyiségek kimérése is egyszerűsödik. Mások szerint a kvantum­szenzoroké a jövő, hiszen mérési pontosságuk a jelenlegi érzékelők ezerszerese, segítségükkel az orvos­­t­udomány elsősorban az ideg­­­rendszer működését követheti sokkal mélyebben. Ráadásul apró méretüknél fogva akár testünkbe épített implantátum­ként is működhetnek.•