Van smartphones en smartwatches tot auto’s en robots: MEMS-sensoren zitten in enorm veel apparaten. Hoewel de meeste mensen nog nooit van deze technologie hebben gehoord, spelen deze piepkleine sensoren een belangrijke rol in ons dagelijks leven. Ze zorgen ervoor dat je telefoon weet hoe je hem vasthoudt, dat een smartwatch bewegingen kan herkennen en dat auto’s razendsnel kunnen reageren op onverwachte situaties.
Bosch behoort tot de grote spelers bij deze ontwikkeling. Het bedrijf produceerde inmiddels meer dan 10 miljard MEMS-sensoren, die worden toegepast in smartphones, auto’s, wearables en andere slimme apparaten. Tijd om er eens in te duiken, want wat zijn MEMS-sensoren precies, hoe werken ze en waar gebruikt Bosch ze voor?
Wat zijn MEMS-sensoren?
MEMS staat voor Micro-Electro-Mechanical Systems. Een hele mond vol. Het zijn microscopisch kleine systemen waarin mechanische onderdelen en elektronica samenkomen op een chip gemaakt van silicium. De sensoren kunnen veranderingen in hun omgeving waarnemen en omzetten in digitale informatie. Afhankelijk van het type meten ze bijvoorbeeld beweging, versnelling, rotatie, druk, temperatuur of veranderingen in de luchtkwaliteit. Dankzij hun enorm kleine (en daarmee compacte) formaat, hoge nauwkeurigheid en lage energieverbruik zijn MEMS-sensoren uitgegroeid tot een onmisbaar onderdeel van moderne elektronica.
Hoe werken MEMS-sensoren?
Maar dan, hoe werken ze? Binnen een MEMS-sensor bevinden zich piepkleine mechanische structuren die reageren op beweging of andere fysieke invloeden. Wanneer zo’n structuur beweegt of vervormt, wordt die verandering omgezet in een elektrisch signaal. Een versnellingssensor kan bijvoorbeeld registreren dat een smartphone wordt gekanteld, terwijl een gyroscoop meet hoe een apparaat roteert. Die informatie wordt vervolgens gebruikt om functies zoals schermrotatie, navigatie of bewegingsdetectie mogelijk te maken. Hoewel de sensoren vaak kleiner zijn dan een speldenknop, kunnen ze uiterst nauwkeurige metingen uitvoeren.
Bosch en MEMS-sensoren
Bosch is een van de pioniers binnen de MEMS-industrie. Begin jaren negentig ontwikkelden Bosch-onderzoekers Andrea Urban en Franz Lärmer een nieuwe techniek om zeer nauwkeurige structuren in silicium te etsen. Deze innovatie, bekend als het Bosch Process, vormde de basis voor de massaproductie van MEMS-sensoren. Sindsdien groeide Bosch uit tot grote leider op het gebied van MEMS-sensoren. Volgens het bedrijf bevat de helft van de smartphones deze sensoren.
--- Sidenote: Wil je ons vaker zien als je googelt? ---
Voeg TechGirl toe als jouw voorkeursbron en kom ons meer tegen in Google zoekresultaten!
Hoe tastbaar die ontwikkeling inmiddels is, bleek tijdens Bosch Connected World. De menselijke hand beschikt over tienduizenden zintuiglijke receptoren en is daardoor extreem goed in het waarnemen van druk, aanraking en beweging. Een robothand komt daar nog lang niet bij in de buurt, maar stel dat je al acht sensoren per vinger verwerkt. Dat is natuurlijk te weinig om de menselijke tastzin volledig na te bootsen, maar genoeg om een robot voorwerpen te laten herkennen, vastpakken en gecontroleerd te laten bewegen. Een flesje wordt op die manier niet kapotgeknepen wanneer de robot het vastgrijpt. Dit is een voorbeeld van Physical AI: kunstmatige intelligentie die via sensoren informatie uit de fysieke wereld ontvangt en die gebruikt om te handelen.
De technologie wordt steeds belangrijker omdat apparaten slimmer, kleiner en autonomer worden. MEMS-sensoren geven die apparaten informatie over hun omgeving, zodat ze beter kunnen reageren op wat er gebeurt. Bosch combineert die sensordata steeds vaker met machine learning en AI. Daardoor kunnen apparaten niet alleen meten, maar ook patronen herkennen en situaties beter interpreteren.
