美國國防部高等研究計劃署(DARPA)正在開(kāi)發(fā)啟動(dòng)戰場(chǎng)用傳感器的新技術(shù)，一路保護在外出任務(wù)的美軍──DARPA的項目經(jīng)理Troy Olsson日前在美國舉行的IEEE年度傳感器技術(shù)大會(huì )(IEEE Sensor 2016)上介紹了這種接近零功耗之RF與傳感器技術(shù)“N-Zero”的細節。
DARPA預計在2018年可布署的戰場(chǎng)用傳感器網(wǎng)絡(luò )需要近乎零的待機功耗，而且MEMS技術(shù)是不可或缺；該團隊還發(fā)現了以往不曾想象過(guò)的MEMS技術(shù)優(yōu)勢──不只能提供近乎零的待機功耗，還能利用被偵測的訊號本身的電力來(lái)啟動(dòng)發(fā)送器，實(shí)現真正的零待機功耗。
在某些情況下，發(fā)送器也能不用電池供電，而是由來(lái)自太陽(yáng)能、震動(dòng)能量采集器等再生能源，儲存于超級電容器的能量供電。“我們試圖降低我們的傳感器功耗，因此能將之布署于很長(cháng)一段時(shí)間不需更換電池的戰略裝備；”Olsson表示：“現在我們還希望訊號本身能在喚醒更強大的訊號處理器與發(fā)送器之前，能實(shí)際啟動(dòng)處理程序。”
目前有許多美軍在戰場(chǎng)上失去寶貴生命，有部分原因就是因為軍方無(wú)法依據想要的方式布署各種傳感器；舉例來(lái)說(shuō)，如果能在美軍海外作戰區域的所有道路上布署傳感器，就能偵測到是否有敵軍在某地埋了爆裂物，但往往因為戰場(chǎng)缺乏電力供應而無(wú)法實(shí)現。
美軍也可以利用自有電力，每隔幾碼的距離布署傳感器以偵測行軍路線(xiàn)的爆裂物，但目前這種傳感器得用電池供電，而且如果在戰場(chǎng)布署大規模的傳感器網(wǎng)絡(luò )，有可能反而讓更多士兵的生命安全受到威脅，因為在需要替換傳感器電池時(shí)，可能讓他們暴露于受伏擊的危險；Olsson表示：“在戰斗狀態(tài)下，我們不能只為了替換電池而讓士兵受到危害。”
圖中大規模布署的傳感器網(wǎng)絡(luò )只會(huì )在為了發(fā)送有車(chē)輛出現的訊息時(shí)被喚醒──其零待機功耗的MEMS麥克風(fēng)能偵測到車(chē)輛接近時(shí)的噪音（來(lái)源：DARPA）
N-Zero開(kāi)發(fā)項目將實(shí)現混合MEMS與微電子的超小型傳感器；依據其復雜度以及最接近的高功率RF中繼器(repeater)距離，有些較簡(jiǎn)易的傳感器還能利用無(wú)人機撒在戰場(chǎng)上，利用能量采集技術(shù)支持連續的實(shí)時(shí)狀況偵察。
其他較復雜的傳感器數組則是可以采用鈕扣型電池或3號、4號電池，將完整的視覺(jué)、音頻甚至雷達訊號等內容發(fā)送回基地，而且至少10年不需要更換電池。
零待機功耗的無(wú)人看守傳感器、通訊節點(diǎn)與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)裝置應用，能支持周邊監控、關(guān)鍵設施保護以及監視戰場(chǎng)實(shí)時(shí)情況（來(lái)源：DARPA）
DARPA的N-Zero開(kāi)發(fā)團隊研究人員發(fā)現，MEMS傳感器能利用其內部的微型移動(dòng)機械零件，從訊號產(chǎn)生功率來(lái)運作；從其MEMS子系統的層級結構(hierarchy)，能激勵次1伏特的電子進(jìn)行訊號處理，甚至能在開(kāi)啟N-Zero RF發(fā)送器之前判斷是否為假警報。而發(fā)送器只需要傳送一個(gè)低功率的鳥(niǎo)鳴(chirp)訊號以識別其發(fā)現，不需要發(fā)送耗電量大的原始數據。
零待機功耗MEMS喚醒傳感器以5層光罩在絕緣上覆硅(SOI)晶圓片上制作（來(lái)源：DARPA）
利用「N-Zero」項目開(kāi)發(fā)的傳感器技術(shù)，美國國防部除了期望能拯救士兵的生命，也期望能大量降低無(wú)辜民眾在戰地遭遇地雷等爆裂物而受傷甚至喪命的機率。
