Ad esempio, il tuo corpo possiede sensori primitivi come occhi e dita, ma elabora i dati in modo combinato, per cui il tutto è maggiore della somma delle sue parti. Questo processo è chiamato "fusione di sensori" ed è sempre più diffuso nei settori automobilistico, sanitario e della robotica.

Sensori per l'Internet delle Cose:
l'Internet delle Cose (IoT) prometteva miliardi di nodi all'anno, ognuno contenente un ricetrasmettitore, un microprocessore e diversi sensori, il tutto a un prezzo accessibile di pochi dollari o meno. Questi dispositivi avrebbero dovuto collaborare tra loro a beneficio dell'umanità, ma senza intervento umano. Ogni nodo avrebbe dovuto essere connesso direttamente a Internet, a differenza dei tag antifurto, RFID e nodi LPWAN. Sfortunatamente, in questi termini, l'IoT sta implementando solo un millesimo del numero promesso, perché raramente i dispositivi sono adatti ed economicamente accessibili.

Un altro sistema potrebbe venire in soccorso nel 2030. Le comunicazioni 6G, per la prima volta, integreranno comunicazioni, rilevamento, posizionamento e altri aspetti in un unico sistema per sostituire il 5G. Il 6G servirà nodi e dispositivi con poca o nessuna potenza, risolvendo il problema dell'IoT. È importante notare che le comunicazioni 6G rompono con la tradizione includendo sensori, posizionamento, imaging e edge computing, oltre alle comunicazioni. I suoi sostenitori affermano che può eliminare tutti quei costosi sistemi LIDAR e RADAR nei veicoli a guida autonoma, quindi non ci sarà bisogno di ridurne il prezzo. Questo può essere vero, ma Tesla sta sviluppando veicoli che navigano senza connettività, quindi possono andare ovunque.

Enorme necessità di nuovi sensori:
l'enorme bisogno di nuovi sensori è parte del melodramma legato a questo settore. Ad esempio, presto ci saranno 500 milioni di persone con diabete in tutto il mondo, e potrebbero apprezzare un misuratore di glicemia indossabile e non invasivo. Quindi, quali sono le prospettive? I sensori saranno sempre integrati negli oggetti piuttosto che nelle persone. Tuttavia, saranno spesso biomimetici, ovvero copieranno in modo utile i meccanismi della natura.

Paesi leader nel settore dei sensori

I brevetti vanno trattati con grande cautela perché, ad esempio, i cinesi tendono a brevettare il sistema di sensori, non il sensore in sé. Giappone, Cina e Corea sviluppano sensori in modo più intensivo rispetto alla maggior parte degli altri paesi.

A prova di recessione

L'andamento dei brevetti, insieme ad altri indicatori, ci mostra la direzione della ricerca e, potenzialmente, quella del valore delle vendite. I brevetti relativi ai sensori sono estremamente solidi e relativamente immuni alle recessioni o alla pandemia di COVID-19. Ciò è dovuto in parte al fatto che si tratta di una tecnologia chiave che consente di svolgere un numero sempre maggiore di attività su un numero sempre maggiore di apparecchiature e in un numero sempre maggiore di luoghi.

Sensori per città intelligenti

Le città intelligenti ricevono ingenti investimenti a prescindere dalle recessioni. NEOM, in Arabia Saudita, ha un budget di 500 miliardi di dollari e il suo approccio robotico ad alta sicurezza e a zero emissioni richiede un numero elevatissimo di sensori. La sua prima città intelligente, "The Line", ospiterà un milione di persone senza la necessità di spostamenti. Essendo stata realizzata bonificando il deserto, la sola produzione e conservazione dell'acqua richiedono numerosi sensori sofisticati. La Forest City, in costruzione in Malesia, ha esigenze simili e un budget disponibile di 100 miliardi di dollari per soddisfarle.

Dove sono diretti i leader?

Analizziamo più da vicino i principali detentori di brevetti. In quali aree eccellono? Di seguito, la loro classifica in base al parametro misurato. Ad esempio, Samsung è l'azienda che ha registrato il maggior numero di brevetti a livello mondiale per accelerometri/misurazione dell'accelerazione. Un'interessante osservazione iniziale è che molti dei leader brevettano i sensori per proteggere le apparecchiature in cui li integrano, non perché vogliano vendere i singoli sensori.

Canon si concentra molto su luce/immagine e argomenti correlati come il touch. L'attività di Toyota potrebbe essere coerente con la sua dichiarata determinazione a mantenere i motori a combustione nei veicoli più a lungo rispetto a gran parte della concorrenza. Le sue previsioni di vendita per i veicoli elettrici a batteria in futuro sono molto inferiori a quelle di sviluppatori leader come Tesla e Volkswagen. Tuttavia, Tesla ha pochi brevetti, eppure la sua capitalizzazione di mercato è di gran lunga superiore a quella di tutte le altre case automobilistiche messe insieme, a dimostrazione che i brevetti sono solo una parte della storia.

Chi si occupa degli argomenti più scottanti?

Come si comportano questi importanti detentori di brevetti in tre settori in forte espansione come quello dei sensori: radar per veicoli, LiDAR e biosensori? Esistono due definizioni di biosensore, e qui utilizziamo quella relativa all'impiego di meccanismi biologici per il rilevamento. Non ci riferiamo a parametri misurati in organismi viventi.

Toyota è molto attiva nelle tecnologie per veicoli robotici basate su RADAR e LIDAR. Il suo veicolo robotico multifunzione e-Palette è alla base del progetto Woven City di Toyota, che sorgerà ai piedi del Monte Fuji. Samsung si sta espandendo rapidamente nel settore sanitario, dove il principio dei biosensori è particolarmente apprezzato. Naturalmente, questo implica anche la trasformazione del telefono cellulare in un dispositivo medico. Samsung intende rimanere leader nel settore della telefonia mobile.

Argomenti poco interessanti

Ecco una sorpresa. Quali parametri sono stati rilevati per la prima volta molto tempo fa, tanto da far pensare che questi sensori siano ormai maturi e non più oggetto di studio? Temperatura? Pressione? In realtà, questi argomenti "meno entusiasmanti" sono alla base di un numero elevato e crescente di brevetti. È possibile che nel 2021 vengano depositati 50.000 brevetti solo per i sensori di temperatura. La ragione sembra risiedere nella crescente varietà di specifiche richieste per questi sensori "meno entusiasmanti" e nella necessità di ridurre continuamente i costi attraverso la riprogettazione.

Superlativi dei sensori

Infine, analizziamo alcuni dei principali vantaggi dei sensori. Questi vantaggi diventano evidenti se consideriamo che l'imaging è fondamentale per l'elettronica di consumo, l'intrattenimento, la sanità e la robotica. Il rilevamento della temperatura è vitale, dai veicoli elettrici a batteria all'industria, al settore militare, alla sanità, all'ambiente e ad altri settori. La bonifica dell'ambiente e il suo mantenimento in buono stato rappresentano una delle nuove megatendenze.