Historien om Bosch-sensorer från bilar till telefoner

Varje ny smartphone kommer med en automatisk rotationsfunktion som växlar mellan liggande och stående läge. Och varje bil som säljs ny i USA lämnar fabriken med krockkuddar; det är lagen. Den ena låter dig titta på YouTube på tåget, den andra räddar ditt liv i en olycka. Sett till nominellt värde låter det som att vi precis listade två slumpmässiga, helt orelaterade exempel på en pågående utvecklingsprocess. Bosch påpekar att krockkuddar och smartphones har mer gemensamt än de flesta inser.

Historien börjar långt innan elektronikens uppkomst. Våren 1923, Bosch infördes en klocka som varnade bilister om en bils däck tappade lufttrycket. Det var en enkel men smart design. Monterad på den inre delen av varje fälg började klockan röra marken om däcktrycket blev lågt och följaktligen ringde en gång per varv. Se det som en primitiv version av dagens däcktrycksövervakningssystem.

Tekniken gick snabbt. Bosch började tillverka mekaniska trycksensorer för bränsleinsprutningssystem i slutet av 1960-talet och började tillverka lambdasensorer för anti-föroreningssystem på 1970-talet. Den komplexa processen att utveckla en smartare efterföljare till den mekaniska sensorn startade 1987.

På den tiden sökte biltillverkare från hela fordonsspektrumet efter sätt att bygga in ett ständigt växande antal elektroniska funktioner i sina modeller. De gjorde detta främst av komfort- och säkerhetsskäl, men också för att följa de skärpta föroreningsbestämmelserna på viktiga globala marknader som Nordamerika och Europa. Bosch tog sig an utmaningen.

Den första vågen av mikroelektromekaniska system (MEMS) gick in i massproduktion 1995. Större än dagens sensorer användes de främst i fordonssäkerhets- och komfortsystem. De spelade också en viktig roll i att köra programvara för motorhantering, och de hjälpte senare till att driva förarassistanssystem som ABS och elektronisk stabilitetskontroll.

Det är viktigt att MEMS-sensorer sa till omborddatorn om den skulle utlösa krockkudden eller hålla den instoppad i instrumentbrädan i händelse av en krock. Plasmaetsning, en teknik även känd som Bosch-processen, möjliggjorde massproduktion. Bilindustrin befann sig plötsligt – och oväntat – i hjärtat av en teknisk revolution som drivs av en enhet som är mindre än en körsbärsgrop och tunnare än en fjärdedel.

Efterfrågan ökade i takt med att sensorer gradvis blev kraftfullare och mindre under 1990-talet. Trenden gav marknadskunniga ingenjörer idén att tillämpa tekniken på sektorer utanför bilindustrin. Framsteg kom vid den perfekta tidpunkten: medan grunge försvann och SUV-marknaden blomstrade, fick tekniken fotfäste i nästan alla aspekter av vårt dagliga liv, inklusive arbete, utbildning och lek.

Den andra vågen av MEMS-sensorer kom på marknaden i slutet av 2000-talet. Även om bilar fortfarande använde dem, dök de också upp i ett brett utbud av elektroniska konsumentvaror, inklusive smartphones och tabletter. Till exempel drev de inomhusnavigeringsappar som krävde mycket exakta data.

Skyrocket Spider-Drone är utrustad med en Bosch tröghetsmätenhet, Luke Skywalkers elektroniska ljussabel från Jedins återkomst använder en Bosch accelerometer, och Manus VR-handskar är beroende av företagets magnetometer och sensornav. 75 procent av MEMS-sensorerna Bosch bygger idag används i hemelektronikprodukter.

Tekniken rör sig i en så snabb takt att det inte tog lång tid för nästa utveckling att komma. Den nuvarande vågen av sensorer dök upp i mitten av 2010-talet. De är ännu mindre och kraftfullare än sina föregångare, vilket innebär att de kan användas av anslutna enheter i det stora internet of things (IoT)-nätverket. De finns i smart stad utrustning (som Boschs klimatövervakningssystem), i smartphones, drönare och mer. De är fortfarande närvarande i bilar också, och de kommer att fortsätta att vara inom överskådlig framtid.

"Vi utvecklar för närvarande nya vinkelhastighetssensorer för självkörande bilar som, i kombination med ytterligare tröghetssensorer, LIDAR, och satellitnavigering, samla in alla fordons körrelaterade data. Som ett resultat känner styrsystemet alltid till fordonets och andra trafikanters position och rörelse och kan reagera på denna information i enlighet därmed.” sa Reinhard Neul, Boschs projektledare för innovativ sensorteknik.

Bosch tillverkar för närvarande cirka 4,5 miljoner sensorer om dagen, och företaget berättade det för Digital Trends förväntar sig att siffran kommer att fortsätta att öka i takt med att antalet objekt som behöver förbli uppkopplade växer. När den finns på kontoret, i fickan och i nästan alla rum i ditt hus har MEMS-sensorn kommit långt från sin ödmjuka början som bara en krockkuddeutlösare.

Redaktörens rekommendationer

• Äh...får smartphones verkligen unga människor att växa horn?
• Lyxresort förbjuder smartphones från poolen så att gästerna kan "verkligt slappna av"

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.