【2023 年 3 月 1日，奧地利菲拉赫訊】在英飛凌科技股份公司的主導下，歐洲研究項目“Listen2Future”開始與來自7個國家的27家合作伙伴攜手合作，開發用于工業和醫療領域的全新的微型麥克風和超聲波傳感器，進而推動高精度迷你助聽器、嬰幼兒感染迅速控制設備和可穿戴的超聲波貼片等產品的開發與落地。
當前，整個社會面臨著醫療保健、健康老齡化、能源安全和產品質量等基本問題。作為 “感官”的傳感器技術，如麥克風、超聲波傳感器等微型傳感器在其中發揮著重要作用。作為“數字耳朵”，微型傳感器不僅能夠記錄聲音信號，還能加快檢測速度。“Listen2Future”研究項目將顯著提升現有系統的性能，并開發出全新的解決方案，造福于社會及人類健康。
工業和醫療領域的數字化創新
“Listen2Future”研究項目旨在以具有全球競爭力的成本優勢，推動超小型的微機電傳感器（簡稱“MEMS傳感器”）投入量產，并拓寬其在工業和醫療等領域的廣泛應用。該研究將提高超聲波探頭的圖像分辨率，開發出具有頂級無損音質、低功耗且耐用的迷你助聽器。此外，該項目還將重點研究用于心臟病早期檢測等領域的可穿戴式超聲波貼片，以及用于嬰幼兒感染迅速控制的超聲波設備。除此之外，在工業領域，該項目還將針對連續的材料質量控制以及能源基礎設施的智能監測等方向開展研究。
英飛凌科技奧地利股份公司首席執行官Sabine Herlitschka表示：“各學科的交叉往往能夠帶來重大的科技創新。其中，醫學與微電子的融合創新尤為明顯，以此為基礎，我們能夠更加精準地進行生命體征檢測，為提升醫療保健水平創造巨大潛力。基于歐洲的“Listen2Future”研究項目，英飛凌正在與來自產業、醫學和科研領域的優秀合作伙伴攜手合作，共同展示 “數字耳朵”在醫療等領域所發揮的作用。同時，我們也在攜手并進，為推動聲學在該關鍵領域的應用作出重要貢獻。”
歐洲已經在MEMS傳感器方面具有領先優勢，擁有全球超過40%的市場份額。基于該項目的研究成果，歐洲公司的市場地位將得以進一步加強。
英飛凌科技電源與傳感系統事業部總裁Adam White表示：“全球對小型化、高能效系統級解決方案的需求正在增長，半導體在其中發揮著關鍵作用。傳感器負責采集數據，微控制器負責處理并傳輸數據。英飛凌提供高質量的MEMS微控制器和解決方案。通過“Listen2Future”研究項目，我們現在可以進一步開發一流的聲學傳感器系統。同時，結合高效的處理器和人工智能技術，憑借在該領域的專業知識和技術積淀，英飛凌將與研究伙伴并肩合作，將整個系統的性能提升至新水平。此項研究具有巨大的應用潛力，并將長期創造可持續的效益。”
精準捕捉聲音并將其可視化
微型MEMS麥克風能夠在低能耗的情況下，保證助聽器和聽力探頭、智能手機或免提設備實現無損音質。在醫療領域，利用超聲波技術進行檢查是最為常見的診療手段之一，該技術可用于妊娠、甲狀腺、肝臟或心臟的檢查。工業領域則借助超聲波來檢測摩擦、振動現象或者檢查受損區域，以便在設備維護或預測性維護中能夠更加輕松、快速地發現問題。但這些設備仍存在局限性：工作效果會受到頻率范圍影響并會隨之產生差異，通常而言這些設備只能提供快照并且體積大、價格高。“Listen2Future”研究團隊正在著力解決相關難題。
新一代傳感器
該研究團隊正在開發基于新型柔性薄膜材料的微型壓電式超聲波傳感器和麥克風傳感器。有賴于新材料的發展和領先的傳感器概念，此類電子器件有望提供更加精準的信號、更加清晰的圖像以及更好的音質，同時具備可擴展性、靈活的適應能力以及低功耗等特點。目前，基于整條開發鏈開展的研究正在如火如荼地進行中，范圍涵蓋從材料、設計、信號處理、組裝和封裝技術、軟件開發和人工智能算法，到可集成的小型系統級解決方案等方方面面。最終，整個系統將變得更加智能、小巧、穩健、節能、靈活機動。
具體應用領域
·更低功耗的迷你助聽器
在歐洲，約有3400萬人的聽力受損，但其中，只有約三分之一聽力受損的人能夠獲得專業支持并使用助聽器。體積更加小巧且易于使用的助聽器，將顯著提升聽力受損人群的接受度并提升醫療保健水平。MEMS壓電式麥克風的技術進步，將有望實現體積最小、最穩健且防水的產品設計，并通過高效的能量轉換，將功耗降低15%以上。此舉不僅能夠改善用戶體驗，讓助聽器佩戴起來更加舒適，同時還將延長助聽器的電池使用壽命。
·用于嬰兒感染檢測的高精度超聲波技術
全新的小型超聲波探頭能夠快速且輕松地診斷嬰幼兒感染以及腦膜炎等危及生命的疾病，整個過程無痛、無創。由“Listen2 Future”研究項目開發的高度集成且具有高性價比的MEMS技術，有助于推動上述設備的廣泛普及，使其在醫院之外的場景或者發展中國家也能廣泛使用。該研究成果有助于進一步降低發展中國家的新生兒死亡率。
·用于監測心臟狀況的便攜式貼片
該研究項目還有望顯著推進柔性超聲波貼片的發展。可穿戴的超聲波貼片能實現永久、連續且無創的心臟監測，例如監測心輸出量、供血不足和心臟泵血容量等。未來，患者將能夠在家中通過貼在胸前的超聲波貼片，對心臟機能進行無痛且持續的自主監測。此外，醫生也將借此獲得更多信息，以便提供更優質的醫療服務，減少患者的住院時間。
·復合材料與電力網絡監測
得益于該研究項目的推動，用于對材料和質量進行持續監控的集成系統獲得了新進展。借助上述技術和系統，工程師將能夠精確檢測航空航天器件的狀態，以了解其剩余的使用壽命。電網的在線狀態監測將能夠持續監測關鍵器件，防止意外故障的發生，并優化預測性維護能力。