Van schijfrem tot harde schijf, van netwerk tot autobumper, van verklikker tot betonrotmeter: de sensor is overal.
De sensor draagt inmiddels behoorlijk bij aan onze welvaart en welzijn. Door middel van nieuwe sensortechnologie kunnen fabrikanten betere en mooiere producten maken. Ondertussen zorgen diezelfde sensoren ervoor dat ze concurrerend kunnen blijven. Omdat de faalkosten dalen en de kwaliteit verbetert.
Sensortechnologie gaat de wereld de komende jaren ingrijpend veranderen, meent Rob Meijer, senior strateeg bij TNO en deeltijdhoogleraar aan het Instituut voor Informatica van de UvA. Hij schrijft op zijn website: ‘Sensoren of elektronische zintuigen, worden steeds intelligenter, kleiner en goedkoper. De draadloze en vaste netwerken om waarnemingen via sensoren door te geven zijn de laatste jaren breedbandig geworden. Dat biedt een schat aan toepassingen die ons leven in allerlei opzichten kan verbeteren.'
Slimme infrastructuren
Volgens Meijer kampt de samenleving met tal van problemen die je met behulp van sensortechnologie gemakkelijk en efficiënt kunt oplossen. "Sensoren kun je gebruiken om slimme infrastructuren aan te leggen voor telefonie, internet, water, energie, verkeer. En dat beperk je niet tot een stad of streek, maar kun je veel grootschaliger aanpakken, regionaal, landelijk, mondiaal."
Netwerken van draadloze sensoren zorgen er in het Amerikaanse Californië voor dat bosbranden snel gedetecteerd worden. Nitraatsensoren in sloten, rivieren en meren waarschuwen tegen ecologisch verval en registreren tegelijkertijd aardschokken. Bij een aankomende aardbeving geven ze een signaal.
Ondertussen rapporteren ingebouwde stress-sensoren over de kwaliteit van bruggen, gebouwen, spoor- en snelwegen. En de tijd dat onderhuidse sensoren constant onze medische gesteldheid in de gaten houden ligt in het verschiet. Het eerste signaal van een beginnend hartinfarct leidt direct tot medisch ingrijpen. Zoals sensoren inmiddels ook een insulinepomp kunnen aansturen bij diabetespatiënten. Is er een tekort, dan brengen sensor en pomp de insuline op niveau.
Efficiënter vervoer
Op de werkvloer voorkomt een netwerk van trilsensoren het lostrillen van machine-onderdelen. Onderhoud kan daardoor 's nachts plaatsvinden, het stilleggen van de hele productie is niet meer nodig. Temperatuur- en vochtigheidsensoren houden diepvriesproducten per soort vers en op temperatuur. Zelfs binnen een en dezelfde koelcontainer. Efficiënter vervoer en minder afval is het resultaat.
Brandweermannen strooien draadloze sensoren in brandende gebouwen om zo de brandhaarden te detecteren en de hitte te meten. Minuscule chemische en biologische sensoren in ziekenhuizen, postkantoren en (metro)stations geven een alarm bij het eerste signaal van antrax, semtex en andere terroristische goedjes.
Ook onze auto zit volgepakt met sensoren. In de wielen monitoren sensoren de kwaliteit van de remmen, het aantal omwentelingen in relatie tot de andere drie en mogelijk slipgevaar. In de motor spuiten andere sensoren de juiste hoeveelheid brandstof in voor een schoon en vooral efficiënt verbrandingsproces. In elke situatie. Bots-sensoren verminderen het letsel van bestuurder en passagier, door op tijd de airbags op te blazen. De hoeveelheid lucht is afhankelijk van de kracht van de botsing. De sensor meet die kracht.
"Het aantal sensoren per auto is de laatste jaren meer dan verdubbeld", weet TNO. "De gemiddelde auto telt er tussen de 30 en 100, afhankelijk van merk, model en uitvoering." Sensoren zijn de ogen en voelsprieten van de elektronica in de auto. Een sensor kan voelen hoe fel de zon schijnt om daaraan de luchtcirculatie en de temperatuur aan te passen. Een andere sensor kijkt of het verkeer voor of naast de auto niet te dichtbij komt. Weer een andere voelt bij het remmen hoe ver de carrosserie naar voren duikt en laat de vering deze beweging corrigeren.
Menselijke zintuigwaarneming
De nieuwe Lancia Lybra gebruikt een sensor om automatisch de luchtinlaat uit te schakelen als de luchtkwaliteit buiten slecht wordt, bijvoorbeeld als de auto in een tunnel rijdt of achter een walmende vrachtauto voor het stoplicht staat.
Nissan heeft een soort elektronische oplettende passagier ontwikkeld, die ‘pas op' en ‘kijk uit' roept als er een auto van rechts komt of als je wilt inhalen terwijl er al een auto naast je rijdt.
De mogelijkheden zijn legio en nog lang niet uitgeput. Volgens TNO zal het aantal sensoren stormenderhand toenemen. Sterker: ict in het algemeen en sensoren in het bijzonder zijn volgens TNO hét antwoord voor bijna alle werkzaamheden waar menselijke zintuigwaarneming een rol speelt. Meijer noemt het voorbeeld van intelligent waterbeheer, waarvan hij in Nederland de grondlegger is. Sensoren zijn de oplossing voor het probleem van polders die door hevige regenval of dijkdoorbraak dreigen onder te lopen. "Waarneming met behulp van menskracht, ogen en oren, is tijdrovend en kost veel geld. Dat kan veel slimmer en goedkoper. Voorzie een dijk van sensoren die constant signalen doorgeven over bewegingen, temperatuur, waterstroming, vervormingen en meer. Die gegevens gaan naar een centraal systeem dat tijdig alarm slaat." Zo houden we Nederland droog. Dankzij de sensor.
Micro-elektronica
Een sensor of 'voeler' is een kunstmatige uitvoering van iets dat in de biologie een zintuig heet. Een sensor vertaalt stimuli als warmte, licht, magnetisch veld en/of blootstelling aan chemische stoffen in een signaal. Eenvoudige voorbeelden zijn onze thermometer die eind zestiende eeuw door Galileo en anderen werd bedacht.
Hoewel het concept al eeuwenoud is, ondergaat de technologie een razendsnelle ontwikkeling. Met dank aan de nanotechnologie zijn zogeheten MEMS ontstaan, Micro Electro-Mechanical Systems. Het zijn minuscule, bijna onzichtbare sensoren met veel intelligentie en technologie aan boord. Draadloze computertechnologie heeft ervoor gezorgd dat deze sensoren hun bevindingen draadloos naar hun opdrachtgever zenden.
