【2023 年 3 月 1日，奧地利菲拉赫訊】在英飛凌科技股份公司的主導(dǎo)下，歐洲研究項目“Listen2Future”開始與來自7個國家的27家合作伙伴攜手合作，開發(fā)用于工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的全新的微型麥克風(fēng)和超聲波傳感器，進(jìn)而推動高精度迷你助聽器、嬰幼兒感染迅速控制設(shè)備和可穿戴的超聲波貼片等產(chǎn)品的開發(fā)與落地。

當(dāng)前，整個社會面臨著醫(yī)療保健、健康老齡化、能源安全和產(chǎn)品質(zhì)量等基本問題。作為 “感官”的傳感器技術(shù)，如麥克風(fēng)、超聲波傳感器等微型傳感器在其中發(fā)揮著重要作用。作為“數(shù)字耳朵”，微型傳感器不僅能夠記錄聲音信號，還能加快檢測速度。“Listen2Future”研究項目將顯著提升現(xiàn)有系統(tǒng)的性能，并開發(fā)出全新的解決方案，造福于社會及人類健康。

工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的數(shù)字化創(chuàng)新

“Listen2Future”研究項目旨在以具有全球競爭力的成本優(yōu)勢，推動超小型的微機(jī)電傳感器（簡稱“MEMS傳感器”）投入量產(chǎn)，并拓寬其在工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。該研究將提高超聲波探頭的圖像分辨率，開發(fā)出具有頂級無損音質(zhì)、低功耗且耐用的迷你助聽器。此外，該項目還將重點研究用于心臟病早期檢測等領(lǐng)域的可穿戴式超聲波貼片，以及用于嬰幼兒感染迅速控制的超聲波設(shè)備。除此之外，在工業(yè)領(lǐng)域，該項目還將針對連續(xù)的材料質(zhì)量控制以及能源基礎(chǔ)設(shè)施的智能監(jiān)測等方向開展研究。

英飛凌科技奧地利股份公司首席執(zhí)行官Sabine Herlitschka表示：“各學(xué)科的交叉往往能夠帶來重大的科技創(chuàng)新。其中，醫(yī)學(xué)與微電子的融合創(chuàng)新尤為明顯，以此為基礎(chǔ)，我們能夠更加精準(zhǔn)地進(jìn)行生命體征檢測，為提升醫(yī)療保健水平創(chuàng)造巨大潛力。基于歐洲的“Listen2Future”研究項目，英飛凌正在與來自產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)和科研領(lǐng)域的優(yōu)秀合作伙伴攜手合作，共同展示 “數(shù)字耳朵”在醫(yī)療等領(lǐng)域所發(fā)揮的作用。同時，我們也在攜手并進(jìn)，為推動聲學(xué)在該關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用作出重要貢獻(xiàn)。”

歐洲已經(jīng)在MEMS傳感器方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢，擁有全球超過40%的市場份額。基于該項目的研究成果，歐洲公司的市場地位將得以進(jìn)一步加強(qiáng)。

英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部總裁Adam White表示：“全球?qū)π⌒突⒏吣苄到y(tǒng)級解決方案的需求正在增長，半導(dǎo)體在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。傳感器負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，微控制器負(fù)責(zé)處理并傳輸數(shù)據(jù)。英飛凌提供高質(zhì)量的MEMS微控制器和解決方案。通過“Listen2Future”研究項目，我們現(xiàn)在可以進(jìn)一步開發(fā)一流的聲學(xué)傳感器系統(tǒng)。同時，結(jié)合高效的處理器和人工智能技術(shù)，憑借在該領(lǐng)域的專業(yè)知識和技術(shù)積淀，英飛凌將與研究伙伴并肩合作，將整個系統(tǒng)的性能提升至新水平。此項研究具有巨大的應(yīng)用潛力，并將長期創(chuàng)造可持續(xù)的效益。”

精準(zhǔn)捕捉聲音并將其可視化

微型MEMS麥克風(fēng)能夠在低能耗的情況下，保證助聽器和聽力探頭、智能手機(jī)或免提設(shè)備實現(xiàn)無損音質(zhì)。在醫(yī)療領(lǐng)域，利用超聲波技術(shù)進(jìn)行檢查是最為常見的診療手段之一，該技術(shù)可用于妊娠、甲狀腺、肝臟或心臟的檢查。工業(yè)領(lǐng)域則借助超聲波來檢測摩擦、振動現(xiàn)象或者檢查受損區(qū)域，以便在設(shè)備維護(hù)或預(yù)測性維護(hù)中能夠更加輕松、快速地發(fā)現(xiàn)問題。但這些設(shè)備仍存在局限性：工作效果會受到頻率范圍影響并會隨之產(chǎn)生差異，通常而言這些設(shè)備只能提供快照并且體積大、價格高。“Listen2Future”研究團(tuán)隊正在著力解決相關(guān)難題。

新一代傳感器

該研究團(tuán)隊正在開發(fā)基于新型柔性薄膜材料的微型壓電式超聲波傳感器和麥克風(fēng)傳感器。有賴于新材料的發(fā)展和領(lǐng)先的傳感器概念，此類電子器件有望提供更加精準(zhǔn)的信號、更加清晰的圖像以及更好的音質(zhì)，同時具備可擴(kuò)展性、靈活的適應(yīng)能力以及低功耗等特點。目前，基于整條開發(fā)鏈開展的研究正在如火如荼地進(jìn)行中，范圍涵蓋從材料、設(shè)計、信號處理、組裝和封裝技術(shù)、軟件開發(fā)和人工智能算法，到可集成的小型系統(tǒng)級解決方案等方方面面。最終，整個系統(tǒng)將變得更加智能、小巧、穩(wěn)健、節(jié)能、靈活機(jī)動。

具體應(yīng)用領(lǐng)域

·更低功耗的迷你助聽器

在歐洲，約有3400萬人的聽力受損，但其中，只有約三分之一聽力受損的人能夠獲得專業(yè)支持并使用助聽器。體積更加小巧且易于使用的助聽器，將顯著提升聽力受損人群的接受度并提升醫(yī)療保健水平。MEMS壓電式麥克風(fēng)的技術(shù)進(jìn)步，將有望實現(xiàn)體積最小、最穩(wěn)健且防水的產(chǎn)品設(shè)計，并通過高效的能量轉(zhuǎn)換，將功耗降低15%以上。此舉不僅能夠改善用戶體驗，讓助聽器佩戴起來更加舒適，同時還將延長助聽器的電池使用壽命。

·用于嬰兒感染檢測的高精度超聲波技術(shù)

全新的小型超聲波探頭能夠快速且輕松地診斷嬰幼兒感染以及腦膜炎等危及生命的疾病，整個過程無痛、無創(chuàng)。由“Listen2 Future”研究項目開發(fā)的高度集成且具有高性價比的MEMS技術(shù)，有助于推動上述設(shè)備的廣泛普及，使其在醫(yī)院之外的場景或者發(fā)展中國家也能廣泛使用。該研究成果有助于進(jìn)一步降低發(fā)展中國家的新生兒死亡率。

·用于監(jiān)測心臟狀況的便攜式貼片

該研究項目還有望顯著推進(jìn)柔性超聲波貼片的發(fā)展。可穿戴的超聲波貼片能實現(xiàn)永久、連續(xù)且無創(chuàng)的心臟監(jiān)測，例如監(jiān)測心輸出量、供血不足和心臟泵血容量等。未來，患者將能夠在家中通過貼在胸前的超聲波貼片，對心臟機(jī)能進(jìn)行無痛且持續(xù)的自主監(jiān)測。此外，醫(yī)生也將借此獲得更多信息，以便提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)，減少患者的住院時間。

·復(fù)合材料與電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測

得益于該研究項目的推動，用于對材料和質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控的集成系統(tǒng)獲得了新進(jìn)展。借助上述技術(shù)和系統(tǒng)，工程師將能夠精確檢測航空航天器件的狀態(tài)，以了解其剩余的使用壽命。電網(wǎng)的在線狀態(tài)監(jiān)測將能夠持續(xù)監(jiān)測關(guān)鍵器件，防止意外故障的發(fā)生，并優(yōu)化預(yù)測性維護(hù)能力。