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1、先进感知发展概述伴随着数字经济蓬勃发展带来的产业数字化浪潮，物联网技术迎来快速发展期，2022年8月我国移动物联网连接数首次超过移动电话用户数，正式步入网络连接“物超人”时代，物联网市场向着千亿级连接规模迈进。“万物智联，感知为先”，感知技术是物联网系统最为重要的底层数据来源及核心技术支撑。近年来，随着千行百业感知需求的持续增长和感知场景的不断细分，感知技术在以下领域的技术瓶颈凸显，制约了产业进一步发展：一是垂直行业发展带来新应用场景，感知设备需要拓展感知范围、提高感知精度、增加可感范围；二是物联网终端空间有限，感知设备体积需要进一步压缩；三是智能化发展需要传感器集成通信、供能、校准、处理等更

2、多功能，提供更多服务；四是当前有线连接的传感器由于施工难度高、布设拉线成本超高，应用受到制约。感知技术是多学科、多技术、多领域的融合体,产业链覆盖材料、电子、通信、计算机软硬件、机械、理论数学等领域。为满足各类应用对感知能力的需求，近年来先进感知技术不断发展，通过对机理、材料、工艺和算法等四个方面的技术创新持续拓展感知范围，提升感知精度，优化感知效率。图1 先进感知技术发展方向01感知新机理是指基于物理、化学、生物的基本效应，采用新的感知机理，提高传感设备的感知范围、灵敏度、精确度和响应速度等核心性能指标，以满足不断变化和发展的行业应用需求，近年来重要创新包括无源感知技术、通感一体技术及量子传

3、感。感知新材料是指不同于传统金属材料以外的，可用于响应环境变化并传递电信号的新型材料，是传感技术未来的重要发展方向之一，主要包括柔性传感材料和触觉传感材料。感知新工艺是制作传感器件实体的重要步骤，工艺的发展可以使技术创新不止停留在想法层面，而是完成工程化实现，目前业界主要关注智能微系统工艺及激光直写共形制造工艺。随着物联网技术的不断发展，应用场景不断拓展，用户对于传感能力的要求越来越高，但传感器硬件的开发周期较长，难以快速满足市场需求。因此，各传感器厂商逐渐从单纯围绕硬件竞争，进入到围绕“算法+硬件”竞争的阶段。感知新算法可用于提高传感精度，或以原始数据为基础实现新的感知能力，主要包括脑电传感

4、算法和光纤传感算法。在上述四类技术创新基础上，先进感知将持续强化自身能力，向着微型化、集成化、无线化、智能化趋势发展，以实现高精度、大量程、小体积、抗干扰、易部署等优质特性。02先进感知新机理无源感知通感一体量子传感近年来，无源感知技术取得了显著的进展及成效：一是与AI技术结合。在无源感知技术中，无线信号“特征成像”和“智能推理”是关键环节，其中“智能推理”需要根据“特征成像”输出的多维特征实现分类、回归等推理过程。传统的建模推理方法由于泛化性的需求导致模型相对简先进感知新技术及新应用在先进感知新机理方面，无源感知、量子传感和通感一体是其中典型代表技术，在低空经济、智慧城市、航空航天、智慧医疗

5、和生物医学等领域具有极大应用价值。无源感知利用无源物联免电源、易部署技术优势，极大的地降低特定场景的感知成本，拓展感知广度；量子传感通过量子效应提高感知精度，具有非破坏性、实时性、高灵敏性、稳定性和多功能等优势；通感一体通过将通信、感知和算力深度融合，提供更加泛在的定位感知服务。无源感知是一种不依赖传统电源的传感技术，通过解析无线信号的反射和散射，基于相位信息与传输距离和信号载波波长的关系，推断出目标状态变化，以实现周围环境变化的细粒度感知1。无源感知技术按照部署方式分为绑定式感知和非绑定式感知，绑定式感知主要指无源标签绑定在感知目标上，根据标签的感知信息来推感知目标的位置变化、微状态变化等信

6、息。非绑定式感知不对感知目标绑定任何标签等设备，利用感知目标对标签信号的反射影响，构建模型进行感知，减小了设备部署开销。03先进感知新机理2.1 无源感知（1）无源感知新技术图2 基于RFID的感知原理04单，难以用“模型驱动”的方式细致、有效地刻画多维信号特征与最终输出的分类结果之间的非线性关系。结合AI技术后，基于深度学习、强化学习等智能化手段实现“数据驱动”的推理过程，通过大量标记的感知数据实现精确、泛化、鲁棒的泛在智能感知机制234。二是与新材料和新技术的结合。正交频分复用（OFDM）、可见光通信（VLC）、气敏材料等技术的应用，为无源感知技术带来了新的发展方向。其中，OFDM技术通过