Cinco tendências em tecnologias de sensores para IoT

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Preço, capacidade e tamanho costumam ser apontados como os três principais fatores que impulsionam a implantação da tecnologia de sensores. Mais recentemente, outras características como a inteligência, a eficiência energética e a natureza desses sensores também passaram a ser determinantes. À medida que os sensores ficam mais baratos, “mais inteligentes” e menores, eles começaram ser usados em uma ampla gama de aplicações, gerando uma ampla gama de dados.

Hoje, quatro novos sensores, em média, são conectados a cada novo dispositivo IoT colocado online, segundo a IoT Analytics. Um terço de todos os sensores enviados ao mercado em 2022 integravam um dispositivo IoT conectado.

Só o mercado de sensores IoT baseados em MEMS foi responsável por 50% da receita global de sensores em 2022, calculada em US$ 10,9 bilhões em 2022, com previsão de crescimento a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 16% até 2027.

O mercado de sensores de imagem também é particularmente importante para a IoT por incluir três dos casos de uso impulsionadores da sua adoção: visão de máquina, câmeras de vigilância conectadas e sistemas avançados de assistência para motoristas. E, nos próximo anos, biossensores abrirão novas oportunidades para o setor de saúde.

Biossensores, aliás, integram as cinco tendências tecnológicas apontadas pela IoT Analytics que devem mudar o cenário de sensores IoT nos próximos anos. Vejamos cada um delas, detalhadamente.

1 – Os sensores estão se tornando mais inteligentes e podendo atuar como dispositivos de borda – Há quem diga que os os sensores inteligentes estão na base da ‘real’ Internet das Coisas. Na opinião da Deloitte, eles diferem dos sensores tradicionais por serem plataformas integradas, que incluem microprocessadores, armazenamento, software para diagnóstico e ferramentas de conectividade capazes de transformar os dados que coletam em insights. Decisões podem ser tomadas imediatamente e dados confidenciais podem ser processados ​​sem a necessidade de enviá-los para outro lugar, uma vez que os sensores inteligentes podem processar os sinais diretamente (por exemplo, validar e interpretar os dados, exibir os resultados ou executar aplicativos analíticos específicos) tornando-se praticamente dispositivos edge.

De acordo com relatório recente da Allied Market Research , o mercado global de sensores inteligentes crescerá a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 18,6%, atingindo US$ 143,65 bilhões até 2027.

2. Os sensores se tornam mais eficientes em termos de energia — Cada vez mais sensores usam fontes de energia renováveis ​​para se alimentar, como energia solar ou cinética, eliminando assim a necessidade de substituição de bateria ou outra fonte de energia. Essa inovação melhora a confiabilidade e a longevidade dos dispositivos IoT, especialmente aqueles implantados em locais remotos ou inacessíveis.

Além disso, graças às avançadas tecnologias de silício, alguns sensores agora podem permanecer funcionando com baterias por mais de 10 anos, reduzindo assim o custo e os esforços de substituição da bateria. No entanto, a eficiência aprimorada é contrabalançada pela energia necessária para aumentar o número de sensores. Portanto, o consumo geral de energia dos sistemas muitas vezes não diminui e até pode, de fato, aumentar; o que é um desafio.

3. Sensores soft ou virtuais complementam cada vez mais os sensores físicos — Em alguns casos, é impraticável ou muito caro instalar um sensor físico. Algo muito comum nos setores químico, petroquímico e de mineração e siderurgia. Os soft sensors surgem então como a alternativa mais viável para geração de dados em tempo real, com confiabilidade.

4. Fusão de sensores (principalmente para direção autônoma) — Quase todo sistema autônomo contará com vários sensores (incluindo vários tipos de sensores) para tarefas de percepção e localização, por exemplo. Por exemplo, um carro autônomo pode usar telêmetros a laser e radar para medir distâncias, já que em alguns casos um sensor pode funcionar melhor que o outro. Três sensores principais para direção autônoma incluem câmeras LiDAR, radar e 3D (sensores de imagem). 

O uso de medições de vários sensores (potencialmente diferentes tipos de sensores) é uma técnica eficaz para reduzir a incerteza nas tarefas de percepção. Sensores individuais normalmente sofrem de alcance limitado, campo de visão limitado ou degradação de desempenho sob certas condições ambientais. Além disso, em sistemas de sensor único, a degradação da precisão da medição e a falha do sensor podem ser catastróficas. Como alternativa, os sistemas multissensores podem abordar esses desafios por meio da redundância de sensores individuais (por exemplo, para fornecer medições de campo de visão completo ou medições múltiplas da mesma quantidade) ou por meio de diversidade de sensores (por exemplo, usar sensores com características diferentes para compensar limitações de outros).

A fusão de sensores pode reduzir a incerteza ao fornecer dados mais completos. Por exemplo, o sensor de radar pode ter boa precisão longitudinalmente, mas menos precisão lateralmente. Ao contrário, uma câmera pode fornecer uma estimativa de alcance ruim, mas uma boa estimativa de posição lateral. Ao fundir essas duas medições de sensor, a estimativa resultante pode ser precisa tanto longitudinal quanto lateralmente.

5. Biossensores estão se tornando mais maduros — Projeções da Expert Market Research para o mercdo global de biossensores pontam que ele deverá ser US $ 34,6 bilhões em 2026. Avanços recentes na pesquisa de biossensores sugerem que essa tecnologia também está quase pronta para uso em outros segmentos, além do de Saúde. Muito usados ​​para detectar doenças, eles também têm algumas aplicações em processos industriais.

Dependendo de sua aplicação, os biossensores também são conhecidos como imunossensores, optrodes, espelhos ressonantes, canários químicos, biochips, glicosímetros ou biocomputadores. Abordagens integradas forneceram uma melhor perspectiva para o desenvolvimento de biossensores específicos e sensíveis com alto potencial regenerativo. Avanços recentes em técnicas biológicas e instrumentação envolvendo tag de fluorescência para nanomateriais, por exemplo, aumentaram o limite de sensibilidade dos biossensores. 

Hoje, há biossensores muito importantes para a detecção de múltiplas moléculas relacionadas a aplicações ambientais, para poluição de várias fontes.

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