La revolución de los sensores no solo está tocando a nuestra puerta, ya ha forzado la cerradura y se ha instalado cómodamente. Los dispositivos IoT se multiplican como conejos, la IA se vuelve más inteligente minuto a minuto, y el impulso hacia la sostenibilidad está cambiando nuestra forma de abordar el diseño electrónico. Estas fuerzas están convergiendo para crear una enorme ola de innovación en sensores.
Se acabaron los días en que los sensores eran simplemente dispositivos de entrada simples. Hoy, son los ojos, oídos y sistema nervioso de nuestro mundo cada vez más conectado. Como ingeniero o diseñador electrónico, te encuentras en la vanguardia de una revolución de sensores que promete desatar la próxima generación de innovación electrónica.
Vivimos en un mundo donde los autos pueden ver mejor que los humanos, tu reloj sabe que te estás enfermando antes de que tú lo sepas, y las fábricas pueden predecir y prevenir averías antes de que ocurran. Desde vehículos autónomos hasta la atención médica personalizada, los sensores están impulsando la innovación en diversos sectores. Mantenerse a la vanguardia en tecnología de sensores es esencial para aquellos que buscan tener éxito en nuestra industria de rápido cambio.
Con eso en mente, echemos un vistazo a diez tipos de sensores que estarán marcando la pauta en 2025:
¿Recuerdas cuando las cámaras solo tomaban fotos? Esos días han quedado atrás. Los sensores de imagen mejorados por IA son como darle ojos a las máquinas – ojos que nunca parpadean, nunca se cansan y pueden ver cosas que los humanos no pueden. Estos sensores combinan la imagen de alta resolución con el procesamiento de IA en el chip para habilitar capacidades como el reconocimiento de objetos en tiempo real y el análisis facial. Algún día, incluso podrían ser capaces de detectar emociones.
Los sensores de imagen mejorados por IA se están utilizando en una gama de aplicaciones, desde vehículos autónomos que pueden navegar por entornos urbanos complejos hasta sistemas de seguridad que pueden detectar amenazas potenciales a medida que surgen. Por ejemplo, los Sensores Samsung ISOCELL cuentan con alta resolución y procesamiento de imagen avanzado para ofrecer una calidad de imagen mejorada y capacidades como el reconocimiento facial.
Si los sensores de imagen mejorados por IA son como darle ojos a las máquinas, los sensores cuánticos son como darles un sexto sentido. Estos dispositivos que desafían la mente aprovechan los principios peculiares de la mecánica cuántica para lograr niveles sin precedentes de sensibilidad y precisión. Estos sensores son tan sensibles que pueden detectar un solo fotón o medir cambios en el campo magnético de la Tierra con una precisión milimétrica.
Los sensores cuánticos tendrán un gran impacto en campos como la monitorización del cambio climático, la navegación en entornos donde el GPS no está disponible y la investigación científica avanzada. Habilitando estos avances están productos como la plataforma de sensor núcleo cuántico de Infleqtion (anteriormente ColdQuanta). La plataforma utiliza tecnología de átomos fríos para habilitar diversas aplicaciones de detección cuántica, incluyendo relojes atómicos de alta precisión y gravímetros cuánticos.
Los sensores neuromórficos son los cerebritos del mundo de los sensores. Diseñados para imitar la estructura y función de las redes neuronales biológicas, estos sensores procesan información de maneras que son inquietantemente similares al cerebro humano. ¿El resultado? Sensores que pueden aprender, adaptarse y tomar decisiones sobre la marcha.
Se espera que los sensores neuromórficos jueguen un papel cada vez más importante en sistemas avanzados de IA, potencialmente habilitando un procesamiento de datos más eficiente e inteligente en el borde. Aunque no es estrictamente un sensor, el chip procesador de red neuronal Akida de BrainChip se puede integrar con varios sensores para habilitar el procesamiento neuromórfico de datos de sensores.
Los sistemas microelectromecánicos (MEMS) han existido durante un tiempo, pero están a punto de recibir una mejora seria. En 2025, esperamos ver sensores MEMS que son más pequeños, más precisos y capaces de medir una gama más amplia de fenómenos físicos.
Estos pequeños titanes habilitarán dispositivos IoT de próxima generación, desde acelerómetros ultra sensibles que pueden detectar los movimientos más leves hasta espectrómetros miniatura que pueden analizar composiciones químicas. El IMU de alto rendimiento BMI270 de Bosch Sensortec, por ejemplo, combina un acelerómetro MEMS y un giroscopio MEMS en un paquete diminuto, lo que lo hace ideal para dispositivos portátiles e IoT.
El grafeno, a veces llamado el material maravilloso del siglo XXI, está listo para hacer un gran impacto en el mundo de los sensores. Gracias a sus propiedades únicas – increíble fuerza, flexibilidad y conductividad – los sensores basados en grafeno pueden detectar desde moléculas de gas hasta biomoléculas con una sensibilidad sin precedentes.
Los sensores de grafeno probablemente se convertirán en influyentes en aplicaciones que van desde la ciencia ambiental hasta el diagnóstico médico. Graphenea es uno de los líderes en este campo con Sensores de Transistor de Efecto de Campo de Grafeno (GFET) que ofrecen alta sensibilidad para aplicaciones de detección de gases y biosensores.
A medida que crece el impulso hacia la sostenibilidad, los sensores biodegradables están recibiendo mucha atención. Estos sensores ecológicos están diseñados para descomponerse naturalmente después de su vida útil, reduciendo los desechos electrónicos y el impacto ambiental. En los años venideros, veremos sensores biodegradables utilizados en agricultura, monitoreo ambiental e implantes médicos de corto plazo.
El Grupo de Investigación Rogers en la Universidad Northwestern es líder en esta arena. El equipo de investigación se enfoca en desarrollar electrónica transitoria, que incluye sensores biodegradables diseñados para aplicaciones médicas. Aunque aún no ofrecen un producto comercial, los sensores biodegradables del grupo están a la vanguardia de este campo emergente.
Los sensores de terahercios operan en el punto ideal entre las microondas y la luz infrarroja, permitiéndoles "ver" a través de materiales que son opacos a la luz visible. Estarán alterando campos como las pruebas no destructivas, el control de seguridad y la imagen médica. Los sensores de terahercios podrán detectar defectos ocultos en materiales, identificar armas ocultas e incluso diagnosticar el cáncer de piel. Es como darle a tus sensores visión de rayos X.
Un ejemplo es las cámaras de imagen de terahercios de TeraSense, que ofrecen imágenes de alta resolución para pruebas no destructivas y aplicaciones de seguridad.
Si las cámaras regulares capturan el mundo en tres colores, los sensores de imagen hiperespectral lo capturan en cientos. Estos sensores pueden detectar y analizar la luz a través de una amplia gama del espectro electromagnético, revelando información invisible al ojo desnudo. Estamos empezando a ver cómo los sensores hiperespectrales impactan en industrias, desde la agricultura hasta la mineralogía. Ayudarán a los agricultores a optimizar los rendimientos de los cultivos, permitirán procesos de reciclaje más eficientes e incluso asistirán en la búsqueda de nuevos depósitos minerales.
Por ejemplo, la cámara hiperespectral HySpex SWIR-384 cuenta con un sensor MCT de última generación que puede enfriarse para mejorar su rendimiento. Es adecuada para la imagen espectral de alta calidad para aplicaciones de detección remota e inspección industrial.
Los sensores rígidos son tan del siglo XX. Al igual que el auge de los conectores flexibles, el futuro pertenece a los sensores suaves y elásticos que pueden adaptarse a superficies curvas y resistir deformaciones. Estos componentes flexibles están abriendo nuevas posibilidades en tecnología wearable, robótica y interfaces hombre-máquina. Los sensores suaves se están integrando en la ropa, aplicados directamente a la piel para aplicaciones de monitoreo de salud, e incorporados en la robótica blanda.
Los sensores capacitivos basados en tela de StretchSense están recibiendo atención en este ámbito. Pueden integrarse en guantes y ropa para captura de movimiento y aplicaciones wearable.
Por último, pero no menos importante, se espera que los sensores de Circuito Integrado Fotónico (PIC) brillen con fuerza en los próximos años. Estos sensores utilizan luz en lugar de electricidad para detectar y medir diversos fenómenos, ofreciendo ventajas en velocidad, sensibilidad y eficiencia energética. Los sensores PIC se utilizan en comunicaciones de datos de alta velocidad, sistemas LiDAR para vehículos autónomos e incluso en la computación cuántica. Es como actualizar tus sensores de un módem de marcación a una conexión de fibra óptica.
Aunque no es un sensor específico, los Circuitos Integrados Fotónicos de Infinera permiten diversas aplicaciones de detección en comunicaciones ópticas y otros campos.
Implementar estos sensores avanzados no está exento de desafíos. Problemas de integración, preocupaciones sobre el consumo de energía y cuellos de botella en el procesamiento de datos son algunos de los obstáculos que los ingenieros necesitan superar. La clave para superar estos desafíos reside en un diseño de sistema holístico, técnicas avanzadas de gestión de energía y soluciones sofisticadas de computación en el borde.
Las nuevas tecnologías de sensores están listas para transformar industrias, habilitar nuevas aplicaciones y cambiar la forma en que interactuamos con el mundo que nos rodea. Como ingenieros y diseñadores electrónicos, tenemos el privilegio y la responsabilidad de aprovechar estas tecnologías para el bien de todos. Así que, arremanguémonos y pongámonos a trabajar. La revolución de los sensores está aquí, y es hora de darle sentido a todo.