五感传感器将使设备与人的关系发生改变
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东京大学研究院情报学专业教授历本纯一表示：“iPhone与Wii的上市完全颠覆了以往的鼠标操作方式。”历本教授同时也是索尼计算机科学研究所(索尼CSL)交互实验室的主任，他从上世纪九十年低后期就开始在索尼CSL研究被称为多触点式的用户界面(UI)，这是类似于苹果公司2007年推出的iPhone中采用的用户界面。虽然索尼很早就开始了此方面的研究，但由于当时的界面还处于鼠标时代，因此索尼公司认为多触点技术距离实用还言之尚早。
历本教授认为iPhone的上市将带动今后用户界面的多样化发展。未来设备的用户界面将逼真到让人觉得设备就像在跟人打交道，甚至可以通过握手来交流感情。iPhone与Wii的广受欢迎并不是奇迹，而是必然结果。
历本教授同时还认为：“鼠标发明于1964年，最初就像一块四方的石头。当时人们认为鼠标只是用于输入逻辑命令，与电脑之间无需情感交流，因此鼠标也不必具有人类的情感。但是，人手是非常灵活的，哪怕是握手这么简单的一个动作，也可以通过力度强弱等与对方进行交流。因此，未来的电子设备将会十分重视与用户的情感交流，采用更人性化的用户界面。”
要想开发出新型的用户界面，让人们可以更直接地与电子设备进行互动，其中最重要的就是传感器，特别是对应人类视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉的五感传感器(见表1)。要使用户界面更人性化，前提条件就是电子设备必须具有类似于人类感觉器官的传感器。实际上，iPhone的用户界面就采用了相当于触觉器官的触觉传感器。索尼等公司也开始在相机及手机上采用“微笑快门”，用于检测镜头里的人物面部信息，当识别出笑脸时就自动按下快门。任天堂的Wii所采用的“Wii Fit平衡板”中则使用了压力传感器，站在板上的人可通过动作对其进行控制。压力传感器也可以感知一部分触觉。
改变人与设备的关系
集成在上述产品上的五感传感器仍然处于初级水平，但其今后的发展将很有可能会改变电子设备与人类之间的关系。东京大学名誉教授山崎弘郎长年从事传感器研究，他认为五感传感器的发展将会改变人与设备的关系。
山崎教授评论说：“目前的电子产品都要由人来配合机械，所以需要一定的相关技能。如果能将五感传感器作为输入系统，那么就可以让机械来配合人。更先进的是可以直接感应人脑的活动。如果真能达到那种程度，设备与人之间就可以实现情感的分享和动作的配合等。”
集成直观用户界面的产品获得了巨大成功，也迅速推动了五感传感器在应用方面的研发工作。传感器系统通常包括传感器元件、相关布线、信息加工处理系统、信息识别系统，以及根据信息作出反应的驱动设备等，其中传感器元件、信息处理和识别系统都推出了特别先进的技术。
其中一个变化就是可以检测多样化的信息。例如，目前的触摸式传感器只能检测手指与触控笔的位置，而且大多只能检测1点。而最近已有可检测多点的用户界面上市，而且有的界面还可以检测力与压力，可以知道用户的按键强度，甚至还有能支持弯曲表面的用户界面。厂商们也在灵活运用此类界面，比如开发通过握手来了解对方情绪的机器人或汽车。
以往的传感器通常是用于检测单一信息的产品。例如，采用红外感应的红外传感器只使用1位信息来表示人是否在某个地方。但最近，通过类似于模拟信息的多位信息，新的传感器可以详细了解人的具体状态。例如，游戏机上可以直接使用传感器所测得的模拟信息，此外还出现了通过非接触式用户界面来检测人接近状态的静电容量传感器。
五感传感器中的视觉与听觉传感器也在迅速实用化。不仅能够简单地记录影像、声音，在某种意义上，还可以提取出情感与表情信息。这与其说是传感器元件的进步，实际上不如说是处理传感器元件检测信息的信息处理技术的进步。东京大学历本教授认为：“在开车时，司机与副驾驶席上的人交谈时，不大会引发事故。而通过手机通话时，由于司机不知道通话对方的情况，所以引发事故的概率较高，即使使用免提通话，事故也在所难免。如果在手机通话时不仅可以识别声音，还可以知道对方的情绪，了解对方正在笑、生气或是很紧张，那么就有可能降低事故发生的概率。”
集成化与大面积化
业界在提高传感器元件集成度的同时，也在开发面向大面积应用的传感器。夏普与索尼等公司就已经将液晶屏幕的TFT与光学触摸传感器元件成对集成到玻璃面板上。索尼的3.5英寸液晶屏内集成了触摸传感器，比以往产品薄1mm，仅1.5mm厚。在微软面向宾馆、餐厅等推出的新款平面电脑MicrosoftSurface中，30英寸的显示屏内也集成了触摸传感器。嵌入触摸传感器的不光是显示屏，还可包括设备的外壳。
听觉传感器方面，各公司也在研发硅麦克风。此类麦克风由MEMS工艺制造，已经开始嵌入到手机外壳内。将硅麦克风像感光元件那样以格状排列，就可以达到声音的空间分散。以此为基础，业内还研发了更新的技术，即使有多人同时讲话，也可以识别说话的人，还可以只提取出某个人所说的话。
通过调味器调整味道
到目前为止，五感传感器中的嗅觉与味觉无论是在技术层面还是实用层面都属于进展较缓慢的。不过，这方面也将会发生较大变革。目前正在研发的传感器甚至可以检测人无法感觉到的气体，而且也在进行小型化的研究，将来准备集成到手机终端上。此外，目前正在进行研究的还包括可直接再现人类嗅觉、味觉的技术，以及将所收集的气味、香味进行数值化的技术。
最先实用化的有可能是嵌入味觉传感器的电饭煲，可以通过传感器知道米饭在什么时候是最好吃的。另外，可以自动加入材料或调味料进行调味的自动烹调器也将不再是梦想。
取代导盲犬与缉毒犬
如果五感传感器技术进一步进化，其应用将扩大到以下三个领域。首先是采用五感传感器的用户界面。家电与汽车将可以通过传感器自然地接收人类所发出的信息，大大提高设备的易用性。
此外，传感器在许多方面比人类的感觉更灵敏，因此，功能超强的传感器可用于辅助残障人士或强化设备的功能。而且，它不仅可用于制作眼镜与助听器，甚至可以使人具有更好的耳目功能。
东京大学大学院信息理工系研究科智能机械信息学专业教授广濑通孝一直从事虚拟现实技术的研究，他认为有可能研发出高性能的眼镜，可看到人类看不到的紫外线与红外线，而且还能够清楚地看见月球表面。甚至还有可能研发出取代导盲犬的机器，给残障人士带来极大的 方便。
最近，嗅觉传感器也正在进行新的开发，据说新技术可以取代缉毒犬来检测，或者识别人是否患有疾病。
第三个应用就是通过传感器让设备具有专业人士的技能。五感传感器可以将捏寿司的力度大小、香水调香师的嗅觉、美食家的味觉等感觉信息数值化，并用于开发产品。在汽车行业，已经开始采用支持超高帧速率的摄像头来进行冲突测试分析，还开发了嵌入压力传感器的轮胎，通过传感器将螺钉最合适的松紧度进行数值化的技术也正在开发中。
家电将成为宠物
五感传感器应用的扩展将打破人与电子设备之间的壁垒。实际上，将上述传感器用于人类，令一部分生物功能“机械化(cyborg)”的研究也正在进行。相反，将五感传感器嵌入设备内，使设备更像人类的研究，也可被称为“逆机械化”。
不久的将来，设备不光只等待人的输入，而且可以自动察觉人的喜怒哀乐等情绪，并根据该情绪来预测人类的行为，并提出相应建议。由早稻田大学创造理工学院综合机械工科wABOT-HOUSE研究所教授菅野重树领导的研发小组开发的看护机器人TWENDYONE就力图通过识别、预测人类的感情而执行相应的动作。丰田汽车也于2008年1月发表声明说已经开发了可以检测驾驶员眼睛开闭情况的系统，用来防止事故发生。如果此类功能进一步完善，那么对于人来说，家电、汽车都可以让人感觉是具有特殊功能的宠物。
具有并超越人类感觉的五感传感器
各类五感传感器处于完全不同的开发阶段，从技术高度化、实用化的观点来看，可以分为以下几大阶段：开发新的传感器元件的阶段-进行小型化、集成化的阶段，发展信息处理及识别技术的阶段。
其中，触觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器在开发传感器元件的阶段就已经落后于其他传感器，但最近其新技术及崭新应用正在急速增加。例如，之前的触觉传感器只能检测位置，而新的传感器可检测压力与温度。而嗅觉传感器已经可以通过体臭或口臭识别疾病。味觉传感器则可真实再现人的味觉，将应用于烹调器具。
处于较领先地位的是听觉传感器与视觉传感器，此类传感器在信息处理、识别技术上的发展惊人。不久，应该就可以从超高速动态影像中提取出各种信息，并扩大人类视野，可以看到以前人类看不到的地方。
上述五感传感器开发的共通之处就是技术发展都充分参考了生物体的结构。不光是开发仿真人类感觉的传感器，而且还在致力于开发大大超越人的感觉及能力的传感器。
下文将从传感器元件的初级开发阶段开始，按触觉、嗅觉、味觉、听觉、视觉的顺序，对各传感器的最前沿技术进行介绍。
接触是人类最基本的交流手段之一。触觉传感器技术的提高，将有利于开发更具易用性的电子产品。但是，从目前所有集成了触觉传感器的系统来看，大部分还处于传感器元件开发的初级阶段。
在触觉传感器中，触摸式传感器技术从以前就被当作用户界面使用，PC的鼠标也可说是触觉传感器的一种，而笔记本电脑等的触摸板早在上世纪90年代初就已上市。
上述传感器中采用了各种各样的技术。例如，用间隔层隔开x、Y轴的布线，检测x、Y轴上通过光线的过滤情况，使用声波或超声波检测静电容量的变化等技术。虽然各类技术有各自的特征及研究课题，但大部分技术都只是输出触摸板上的二维位置信息，而且只能同时检测1点的信息。通过这1点的位置信息所进行的操作，在使用上是难以大幅超越鼠标的。模仿人类感觉的应用在不断扩大
触觉传感器技术最近已真正开始实用化，而且具有非常高的性能。具体来说，业界正在进行以下三大方面的新技术开发：大面积化、使用场所及应用的多样化；目标是具有人类皮肤的感觉，不仅检测位置，还将检测力度、压力、温度、表面凹凸、有无摩擦等，利用CMOS工艺等进行集成。
大面积方面有像微软公司的Microsoft Sufface那样的大型液晶屏上市，该屏幕上布满了触摸传感器，不光面积大，而且可同时检测多根手指的接触，所以可以用两只手对屏幕上显示的相片、图形等进行移动、扩大、缩小、旋转等操作。
人日常所接触到的家电将来也会向该方面发展，设备外表面将布满触摸传感器。
早稻田大学的研究小组开发的看护机器人TWENDYONE内嵌入了多种触觉传感器。胸与腕等处共计嵌入了164个8位分布式动力传感器FSR(Force Sensing Register)，头与手指上安装的是6轴传感器，可测量3轴的力与3轴的力矩。在手掌的硅橡胶人工皮肤下，还安装了美国PPS(Pressure Profile Systems)公司的触觉传感膜，可检测微小的压力，并且可以抓住柔软的物体。每只手掌上有241个感应点。
与人的手指相比，这种密度自然不算高。不过如果从机器人的整体性能来看，目前还无需更高的密度。以往的触觉传感器仅仅用来检测位置，但实际上人触摸机器人时，触摸的方式不同，所包含的情感信息也不同，十分复杂。早稻田大学的营野教授表示，此次的机器人TWENDYONE里就安装了可以控制这类复杂信息的传感器。
根据脉搏测出血管年龄
PPS公司触觉传感器的布线在X、Y轴上用间隔层隔开，并设置了柔软的压膜，通过该压膜可以扫描检查加压时x、Y轴上布线寄生电容的变化。目前的分辨率间距为2.0mm～2.5mm。由于可以随时间变化进行检测，所以可以将压力变化通过PC等进行图形化。
PPS公司的日本表示，上述触觉传感膜已经被业界各厂商们广泛使用。现在的主要应用包括：汽车轮胎的抓地力、假牙的咬合力与舌压、燃料电池各单元之间的压力测量等，最近在美国已开始用于临场乳癌触诊及血压测量。一般来说，乳癌触诊必须要有一定经验，但通过用传感器将经验数值化之后，就可以将诊断水平标准化。当做为血压计使用时，传感器可通过脉搏波形的细微变化判断出血管年龄。
追求易用性
在触觉传感器的应用方面，最近备受关注的应该是手机。日本鸟取三洋电机与三洋电机集团领先其他公司一步，率先在手机上安装了触摸传感器，而且并不是用于液晶屏，而是用在拨号键盘上。该功能被称为Smooth Touch，只需要用手指触划就可以输入文字或进行拍照等操作。最初是在于2006年10月上市的W42SA手机上集成了该功能，之后的W54SA、W61SA上也集成了同样的功能，以带给用户更人性化的操作体验。
三洋电机在收集了手机用户的反馈意见后发现，如果是在液晶屏上安装触摸传感器，大多数用户会 不太习惯用两只手使用手机的方式，而且还有人觉得用手指触摸很容易弄脏屏幕。因此，该公司就不再让人适应设备，而是采取了新的方式，让设备迎合人的习惯。smooth Touch功能据说可以单手操作。
不接触外壳也可以操作
三洋电机并未公布开发触摸传感器的具体公司。但像这种嵌入在设备外壳上的触摸传感器大多是静电容量型产品，如意法半导体、日本阿尔卑斯电气等公司开发的产品。静电容量型产品的特征是可以通过塑料外壳检测到手指。只要人的手指接近，就可检测出电场的变化。因此，无需直接接触传感器就可以对人的手指做出反应。
在CEATEC JAPAN 2007展会上，以日本阿尔卑斯电气公司为首，多家公司都进行了静电容量型触摸传感器的现场演示，演示中手即使离机壳15cm-20cm，也可以操控游戏。虽然传感器元件自身也进行了一定的完善，但最主要的是利用了错误校正电路，目前已经可以检测出100aF左右的微小静电容量的变化。
类似人类感官的高灵敏度
也有企业在开发类似人体感官的传感器触觉结构。CMC技术开发公司就利用被称为CMC的线圈状碳纤维制作了多款触觉传感器。所谓CMC就是将2根直径约1μm的碳素纤维绕合成线圈状，线圈直径大约5gm～10gm，长度约300μm。
CMC的形状与人类触觉感官之一的触觉小体基本相同。该公司将CMC嵌入到硅橡胶里开发出新的触觉传感器，用来对橡胶所加载的数百kHz的交流电场的波形变化进行频率分析，然后测得其频谱模型。CMC技术开发公司董事长河边次宣称：“1个CMC实际上就是一种LCR电路，传感原理与使用CR电路的静电容量型产品相近。”
使用CMC的优点就是其体积很小，仅有0.1mm2，但灵敏度非常高。其最小感知压力为1Pa，最小感知位移为0.1μm。并且与静电容量型传感器一样，无需直接接触，只要把手靠近，就可检测到手的接近。而且，当刺激不同时，也会显示不同的波形，所以可以分辨刺压、摩擦的细微区别。如果能使传感器元件表面像人的指纹一样凹凸不平，那么灵敏度将更高。
还有一种在橡胶里加入碳素粉末的触觉传感器，被称为感压导电橡胶，根本无需使用CMC。不过，感压导电橡胶的传感方式不同，是根据应力检测电流的变化。因此如果要保证灵敏度，传感器大小就需要几mm。
CMC技术开发公司已经开发了多款产品，准备用于各种设想的应用，现正处于样品出货阶段。例如，可装在电梯门或机械臂上，用来检测人手的接近，以防止夹伤手；或者装在医用导管上，用来检测血管壁与导管的接触情况。
模仿可读盲文的手指
另外，科学家们还在尝试模仿其他人类触觉的研究。例如，人指的触觉功能不光是接触与压力，还包括可以检测温度的温觉，而且具有很强的空间分辨能力，可以区分1mm～2mm的凹凸。
日本丰桥技术科学大学电气电子专业准教授高尾英邦所领导的研究小组，已实现了人指的温觉及空间分析能力，接下来的目标是开发具有时间分析能力的超越人类感觉的触觉传感器。
目前该小组已经制作了多个可感觉温度并分辨细微空间差别的触觉图形传感器。该传感器有几mm2，其中排列了36个像素，每个像素的大小约为150μm2～420μm2。每个像素里集成了应力传感器与温度传感器。在该传感器中，传感器元件呈阵列状排在感应面，当元件内部形成空气压时，感应面会凸出。设计的原理就是通过凸出的感应面压向接触面，从而测量凹凸及温度等。
应力传感器采用了硅压阻元件。当硅压阻元件的硅受到应力时，电阻就会发生变化。应力传感器就是利用这一原理进行检测的。温度传感器所采用的热电偶使用了PIN硅。整个芯片采用Post CMOS工艺制造。
高尾英邦表示，目前该芯片已具有足够的分辨率，可以嵌入IC卡用于指纹识别、或用于读取点字。目前每个像素的小型化目标是100μm2，将来还可以更小。高尾英邦还表示：“MEMS的高度一般只有几μm，如果可以用来分辨如此细微的凹凸，那么现在由于原子力显微镜(AFM)过大而无法使用的场合，或者无法测量非常狭小部位的问题，全部都将得以解决。”
另一方面，其时间分析能力大约为2kHz左右，已经超过人指约1kHz的时间分析能力。不过，该传感器现在对于音压的灵敏度仍然较低，如果能进一步提高灵敏度，将来应该可以取代硅麦克风。
高尾英邦所领导的研究小组目前正研究的课题是如何解决接触时易损坏的问题，还有电路板的柔性化问题。虽然加厚接触面的覆盖膜可以提高耐久性与耐伤性，但会降低空间分析能力。
增大面积时布线大幅增加
目前业界也正在研究如何增大面积，也就是将上述触觉传感器遍布到电子设备的外壳、显示器、墙壁等，以及如何通过小型化、高集成化来达到可与人指媲美的感应能力。但是，大面积化与集成化实际上是有冲突的，这就是安装传感器时布线数过多的问题。克服这一问题虽然有多种方法，但尚未有最终结论。
日本电气通信大学智能机械专业教授下条诚认为，人指触觉小体的密度大约是1500个／cm3，再加上其他感觉器官及负责感应痛觉的游离神经末梢，人手上大约有1.7万根神经纤维。这种结构很难通过传感器实现。
目前一种方法是采用动态矩阵。动态矩阵与采用X、Y布线连接各传感器的图像传感器一样，都使用了TFT(薄膜晶体管)。但此方法有一个缺点，当增加传感器数量时，扫描时间会变长，因此会降低应答速度。据说一般机器人的应答速度都大于1ms。
另一种方法就是利用无线技术。东京大学大学院信息理工系研究科系统信息学专业准教授筱田裕之开发了直接使用RF信号的二维通信膜，虽然是有线的，但传感单元之间无需布线。不过，无线主要是面向广播或多播通信，所以怎样区分每个传感单元，以及怎样避免通信堵塞都是需要解决的课题。
此外还有一种方法是：当需要特别高的空间分析能力时，采用阵列式传感器；而无需高空间分析能力时，就干脆减少传感器的密度。人体本身其实也采用了这种方式。日本丰桥技术科学大学的高尾教授也采取了这种方法，但当应用面积大大超过人体面积时，还是有局限性。
电气通信大学下条教授的研究小组与日本藤仓公司开发了新的传感器元件，不管在多大的面积上，都只需4根布线，并且不会影响应答性与分辨率。该技术将电流的面积积分改写成一元积分，然后根据流过触觉传感膜周围的电流，计算出人与物体所接触的位置。其重点在于计算出电流动量重心。下条教授的研究小组正在开发应用此技术的系统，在走廊下全部铺上触觉传感膜，并根据走路方式的不同来识别人。
但这种方式仍然有缺点，它无法同时检测多个接触点的位置。不过，如果将布线数增加到7根，就可以克服此缺点，该技术据说已经成熟，并且成功制作了样品。