DARPA開發近零功耗傳感器以大幅提高監測效率
新概念 新視角
N-ZERO 概念圖。
2015年4月13日，據美國國防高級研究計劃局（DARPA）網站報道，DARPA於1月發布“近零功耗射頻和傳感器運行”（N-ZERO）項目招標書。該項目旨在開發接近零功耗的傳感器技術。該技術能夠保證傳感器能可靠運行數年，大幅延長傳感器使用壽命，降低維護成本，並最終有利於物聯網的發展。
如今的軍事傳感器依靠“有源電子器件”來檢測振動、光線、聲音或其他信號。這意味著這些傳感器需要不斷地消耗電量，而其中大部分電量用於處理不相關的數據。這種功率消耗使傳感器使用壽命隻有幾個星期或幾個月，也阻礙了傳感器新技術和能力的發展。此外，作戰人員需要不斷替換掉電量耗盡的傳感器，不僅代價高昂，而且耗費時間，同時易使作戰人員暴露於危險之中。
N-ZERO項目試圖通過開發無線、事件促發的感應技術來克服持續感應的功率限製。借助於這項技術，物理、電磁式和其他傳感器可保持休眠狀態——“睡眠狀態但仍然有意識”（asleep-yet-aware）直到被值得關注的事件喚醒。為了實現這個目標，該項目計劃開發一係列基礎技術，以持續被動地監測周圍環境，並且僅在檢測到特定信號後才激活電路。N-ZERO項目旨在使用信號簽名排除噪聲和幹擾，檢測和識別值得關注的事件，從而更高效地利用電源。
DARPA項目經理特洛伊·奧爾森表示，N-ZERO項目通過減少對電源的依賴，延長電池壽命，以提高電源使用效率和減少作戰人員事故的發生；通過準確喚醒傳感器，大幅度減少誤報來提高傳感器效率以及作戰人員態勢感知能力。休眠狀態下的傳感器功率消耗小於10毫微瓦，這約等於手表電池自動放電時的耗電量，比當前頂尖傳感器的功耗至少低1000倍。具體來說，N-ZERO項目試圖將無人值守傳感器使用壽命從數周延長到數年，進而降低維護成本，並降低重新部署傳感器的頻率。另外，該項目也可在保持地基傳感器當前運行壽命的情況下，大大減少其電池大小（至少20倍）。
N-ZERO項目在初始階段強調提高傳感器在檢測和分析射頻、電磁、聲音和振動的能力。奧爾森表示，如果成功的話，N-ZERO項目不僅可提高軍事傳感器的能力，還可提高物聯網在各種複雜環境下的效率，進而改變人們的生活方式。（吳海）