走向“数据融合” MEMS传感器创新可穿戴与医疗应用
pni总裁兼执行长becky oh发表该公司最新的进展──一款1.5x1.5x0.5mm的微型芯片，该芯片可以执行复杂的传感器融合功能，代替任何厂商的加速计、陀螺仪、磁力计和高度计，然后把位置信息传送给应用处理器。该芯片名为“sentral”，这种机器状态芯片在功能方面类似于苹果最近宣布的用于iphone 5s的m7传感器融合芯片，都是把传感器融合功能从应用处理器卸除，而只消耗应用处理器的1%功率。
博通公司（broadcom）资深产品经理steve malkos展示一款创新传感器融合演算法hula （hybrid universal location application），可以通过把gps信息与加速计、陀螺仪、磁力计和高度计的航位推算功能相结合，用于确定位置信息。它被称为混合通用位置应用 （hula），使用kalman过滤器来补偿单个传感器的误差，比如gps信号受阻或者影响磁力计读数的杂散磁场，从而获得更加精确的位置信息。
博通的hula，使用kalman过滤器来补偿单个传感器的误差，从而获得更加精确的位置信息（下右），这些信息可以用一个磁力计（上右）或一个陀螺仪（下左）来获得。（来源：博通）
在“数据融合——mems应用的基石”会场，movea inc. （美国加州普莱森顿市）的客户解决方案架构师tim kelliher认为，为满足未来的需求，我们需要从“传感器融合”走向“数据融合”，因为现在智能手机可以使用不同类型的数据，可以使其能够提前预见你的需求，比如，当你坐在影院里面时自动关掉你的手机铃声。
在一个名为“mems与传感器，通向主流之旅”的会场，飞兆半导体mems与传感器解决方案副总裁janusz bryzek预测，不远的将来，将有数万亿个传感器布署在全球各地，需要1.3亿个8英寸asic晶圆和2.6亿个8英寸mems晶圆，总计需要3亿平米的硅基板。bryzek追溯了mems传感器的发展历史，从1950年代一直到今天，预言mems市场的增长速度将继续快于总体半导体产业（参见下图），并呼吁梦想者和他们一起设想传感器发展的路线图——类似于国际半导体技术路线图。这将是“万亿传感器峰会”（2013年10月23-25日，美国加州斯坦福）的目标之一，janusz bryzek担任该会议的主席。
mems芯片市场（绿线）较半导体市场（蓝线）的成长更快，并将在2023年达到1兆片的市场规模
在一个题为“mems与传感器将在可穿戴产品及我们使用的一切物品中无处不在，创造一个更加完全、更加方便和更加高效的新世界”的主旨发言中，意法半导体模拟、mems与传感器执行副总裁兼总经理benedetto vigna把繁荣发展的消费mems市场与快速增长的医疗保健和健康mems市场联系在了一起。vigna追溯了人机界面的历史，从键盘到鼠标，直到当今利用动作感应mems传感器来控制机器，比如任天堂的wii。由于这些成果，目前各种新型人机界面选择急剧增多，促使触摸、手势、语音和图像识别在消费产品中日益流行。现在消费者的兴趣已被点燃，向采用同样mems传感器的可穿戴产品的过渡正在进行之中，比如fitbit和nike fuelband，这些产品通过追踪人们的活动水平来督促健身。
医用mems是最新的领域，美国食品及药物管理局（fda）已批准十几种基于mems的健康监控设备，比如preventice公司的bodyguardian远程监控系统，它把一个胶带直接贴在人体上，然后随时把心电图、心率、呼吸率和活动水平通过无线方式发送给医疗人员，从而帮助老年人安享晚年，病人更早地安全离开医院，从而减轻医院人满为患的问题。
“我们的目标是让病人把医院带回家，” preventice的高级营销副总裁michael emerson在报告中表示，主题是“mems在诊断与治疗中的应用”。“通过使用可穿戴设备和相关设备用于诊断、治疗和康复计划管理，我们能够改善病人参与、降低成本和提供更好的病人看护。”
据a.m. fitzgerald & associates llc（美国加州）创始人alissa fitzgerald，mems在医疗保健领域的下一个应用前沿是可植入传感器。她的公司已向几十家客户提供关于整个mems器件技术开发周期的建议，从商业和ip策略，到初始设计、原型生产和代工转移。
fitzgerald表示：“mems将改变医疗保健和健康的未来，它能更加精确地感测人体生理状况，从而实现更好的诊断与更有效的治疗。”
在其题为“mems整合到医疗解决方案所面临的挑战”的报告中，她讨论了生物不相容性挑战：硅芯片必须封装起来，防止人体被芯片尖锐的边角划伤，同时需要防止芯片内部被体液所腐蚀。她介绍了当今最先进的可植入mems器件，包括debiotech公司（瑞士洛桑）与意法半导体合作开发的胰岛素注射泵，可以自动向监控糖尿病患者并释放胰岛素;cardiomems（美国）正在开发的可植入血压监测计。
replenish公司的可植入微流体泵可以安置在眼内，可以在需要时精确地释出几纳升的药物，可以持续工作九个月才需要重新装药
在最后一场会议中，我作为主持人参加了一个小组讨论会，题目是“mems与传感器在医疗保健与健康领域的未来”，replenish公司（美国加州）的mems制程工程师blake axelrod介绍了一种迄今最大胆的可植入mems器件：可以植入到眼内的一种微流体泵，可以在需要时精确地释出几纳升的药物，可以持续工作九个月才需要重新装药。
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博通的hula，使用kalman过滤器来补偿单个传感器的误差，从而获得更加精确的位置信息（下右），这些信息可以用一个磁力计（上右）或一个陀螺仪（下左）来获得。（来源：博通）
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