日常生活中的工業(yè)技術(shù)：助力智能生活的幕后力量

大多數(shù)人在想象工業(yè)應(yīng)用中的技術(shù)時，想到的是大型的機械和復(fù)雜的制造流程，這似乎與日常生活毫無關(guān)聯(lián)。然而通過實時控制，系統(tǒng)可以在規(guī)定的時間范圍內(nèi)收集、處理數(shù)據(jù)并自行更新。智能感應(yīng)可以檢測人員和機械，而邊緣人工智能 (AI) 可以快速、高效地做出決策。這些技術(shù)涵蓋從制造到物流的方方面面。它們就像超人一樣，從我們早上起床到晚上睡覺休息的這段時間里，在幕后悄悄地執(zhí)行著各種各樣的任務(wù)，讓我們的世界正常運轉(zhuǎn)。

對我們的日常生活來說，在工業(yè)應(yīng)用中使用的技術(shù)與智能手機一樣重要且有益。它們?yōu)槲覀児?jié)省了時間，增加了便利性；保護我們的家庭和基礎(chǔ)設(shè)施的安全；增強了我們以可持續(xù)方式生活的能力。

讓我們探討一下這三項改善我們生活的關(guān)鍵益處，以及技術(shù)是如何協(xié)同工作以實現(xiàn)這些益處的。

工業(yè)應(yīng)用正在提升便利性。以前我們需要去實體商店購物，而現(xiàn)在只需點擊幾下就可以在線下單。調(diào)節(jié)客廳溫度的決定同樣可以實現(xiàn)自動化，讓我們無需費心思考。智能檢測和邊緣人工智能等技術(shù)正日益融入我們的生活中，盡管這些技術(shù)的存在往往不是顯而易見的。

當您在線下單時，配送中心的移動機器人幾分鐘內(nèi)就可以在貨架上找出商品，并準備好當天發(fā)貨。這些機器人可以與員工協(xié)同工作，處理高重復(fù)性的任務(wù)。先進的安全、感知和導(dǎo)航技術(shù)為這些機器人賦能，讓它們能夠以非凡的精度進行智能化工作。

智能檢測技術(shù)讓我們的家更舒適。借助最新的半導(dǎo)體溫度傳感器，恒溫器現(xiàn)在能夠以 0.1 度的精度跟蹤溫度，這進一步提升了便利性。使用毫米波 (mmWave) 技術(shù)，恒溫器可以檢測是否有人在家，并自動調(diào)節(jié)溫度以實現(xiàn)能源效率和舒適度之間的平衡。此外，毫米波技術(shù)使暖通空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)能夠檢測人員在房間內(nèi)的位置和活動，精確引導(dǎo)氣流并動態(tài)調(diào)整冷卻，營造最舒適的環(huán)境。

將來，人形機器人可以承擔清潔等任務(wù)，給我們的居家生活帶來更高的便利程度。這些機器人將與周圍環(huán)境開展智能互動，并根據(jù)需求進行調(diào)整和優(yōu)化。隨著這些創(chuàng)新的不斷推進，它們有望簡化我們的日常生活，助力打造更智能的未來世界。

工業(yè)應(yīng)用在提高安全性方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而這些作用往往是我們難以即刻察覺的。邊緣人工智能和實時控制等技術(shù)能夠在不侵犯隱私的前提下，為我們提供家庭監(jiān)控功能。

在配送中心和倉庫中，由機器人自動化和邊緣人工智能支持的安全系統(tǒng)，通過處理有潛在危險的任務(wù)來保護工人。據(jù)估計，2019 年全球有 3.95 億工人遭遇工傷事故。對配備實時控制系統(tǒng)和傳感器的機器人進行編程，一旦在禁區(qū)內(nèi)檢測到人員活動便立刻停止操作，從而減少工傷事故的發(fā)生。

在建筑安全方面，工業(yè)技術(shù)推動了智能暖通空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)實時控制氣流、溫度和濕度，以保持健康的室內(nèi)環(huán)境。通過整合機器學(xué)習和邊緣人工智能，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測電機驅(qū)動軸承的振動、溫度和聲音信號。這種預(yù)測性維護可減少意外故障并延長電機壽命，為工人提供安全舒適的工作環(huán)境。

在光伏系統(tǒng)中，損壞的電線、松散的連接或因天氣原因磨損的外部組件可能會發(fā)生電弧故障，產(chǎn)生的高電流會帶來火災(zāi)風險。配備電弧故障檢測技術(shù)的光伏逆變器可以持續(xù)監(jiān)測電路，識別電流中預(yù)示潛在電弧故障的危險模式。先進的傳感器和微處理器，結(jié)合集成的邊緣人工智能技術(shù)，可以準確地區(qū)分正常的功率波動和危險的電弧故障。如果檢測到故障，系統(tǒng)會立即中斷電源，防止故障升級為火災(zāi)。

在所有這些領(lǐng)域中，工業(yè)應(yīng)用及其技術(shù)大多在幕后工作，卻直接為更安全的生活環(huán)境做出了重大貢獻。從管理基礎(chǔ)設(shè)施完整性到保護家庭安全，這些技術(shù)提供了一層深深嵌入我們?nèi)粘Ｉ畹陌踩Ｕ?，使現(xiàn)代生活更加方便、更加安全。

隨著我們的未來變得更加可持續(xù)，太陽能和儲能系統(tǒng)等可再生能源解決方案對于降低日常能源成本和減少家庭碳足跡，以及使用電動汽車進行日常通勤至關(guān)重要。盡管家庭、企業(yè)和能源公司努力有效地利用、轉(zhuǎn)換和輸送能源，實現(xiàn)峰值功率轉(zhuǎn)換和智慧能源管理仍然是一項復(fù)雜的挑戰(zhàn)。對更高效率的需求推動了實時控制和寬帶隙半導(dǎo)體等技術(shù)的不斷突破。

氮化鎵 (GaN) 等寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)是下一代電源開關(guān)技術(shù)的代表。GaN 半導(dǎo)體能夠在高電壓、高溫和高頻率下高效穩(wěn)定運行，從而提高電源轉(zhuǎn)換器的效率，并極大限度地降低開關(guān)在阻斷狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換時的損耗。

雖然這些技術(shù)并不總是引人注目，但它們卻默默支撐著我們?nèi)粘Ｉ畹谋憷c安全。這些技術(shù)協(xié)同工作，共同維護我們每天使用的各類產(chǎn)品，優(yōu)化能源利用，加固著我們所依賴的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著我們不斷邁向一個更可持續(xù)、更高效和安全的未來，工業(yè)應(yīng)用技術(shù)將繼續(xù)走在前列，默默地為我們的日常生活賦能。

*本文由德州儀器系統(tǒng)工程和市場總監(jiān) Ryan Wang 撰寫。