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# System prepended metadata

title: 生醫感測器 Biosensors

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# 生醫感測器 Biosensors

1. 做小，運算速度提昇，成本較少
2. 2D，塞得下越多越好，一根頭髮 100 micrometer 等級，細胞>細菌>胞器>病毒

p4.
- 右上左下定位細胞的位置（藉由通電改片角度，鎳子），右下有針要戳進去細胞
- 基板 -> 犧牲層 -> 齒輪 -> 犧牲層 -> 齒輪 ，開小洞來蝕刻移除犧牲層（蝕刻孔）

p9. 
- List the sensors inside Apple Vision
Pro:
    - Two high‑resolution main cameras
    - Six world‑facing tracking cameras
    - Four eye‑tracking cameras
    - TrueDepth camera
    - LiDAR Scanner
    - Four inertial measurement units (IMUs)
    - Flicker sensor
    - Ambient light sensor
    - Microphone
- What is the function of these sensors?
    - 
- If you are the Apple engineer, what sensors will you want to add in the next version of Apple Vision Pro?
    - 觀察生理狀況
    - 連接大腦，進入真正的 VR

p13. Transducers
把訊號做轉換
速度，位移量，加速度，溫度，化學能，酸鹼值變化 <-> electrical signal
開發哪些 actuators 與 sensors

p14. Classifications of Sensors
- Active: 提供電能才能感測
- Passive

p15. Mechanical Sensors / Actuators
- Piezoresistive
- Deflection：固定角度雷射光，彎折角度
- Frequency：挖溝槽，共振頻率變化判斷有多少個細胞

做小的好處，越小的質量即可彎折，靈敏度越高

p16. Optical Sensors / Actuators
- Passive optical MEMS structures 聚光
    - 曲率 (b)
    - 實際方法去等效 (c)
    - 更改折射率
- Active optical MEMS structures 分光
    - 輸入電訊號

p17. Capacitive Sensors / Actuators
按壓中間 (d_1 -> d_2)，電容 (C) 改變
太近不穩定，改用 pair 的去 balance 他

p18. Thermal Sensors / Actuators
- 膨脹係數不同
- 熱臂與冷臂：respose相比巨觀世界較大

p26. Benefits of Microfabrication
把元件變小，在生物上面有什麼好處
- switch: 開關更快，延遲變小，變動狀態能量損耗較小，更精準，良率高，利潤上升
- 量測細胞，把量測元件縮小，靈敏度上升
- 數量作多可以統計分析
- 不同參數的分析，做非常多平行測試，濃度梯度測試

p27. Microelectronics
- 3Ms:
    1. Miniaturization 小型化
    2. Microelectronics integration 微電子集成
    3. Mass production 量產
- Scaling effect:
    – Spring constant of cantilever:
        - K=3EI/L^3 = Ewt^3 /4L^3 （K越小，軟，越能變形）
    – Surface-to-volume ratio:
        - Area/volume
        - L^2/L^3 = 1/L 體積等比例縮小，黏附到表面的可能性提高

p30. Schematic of Biosensors
biological receptor 辨認物

p31. Characteristics of Sensors I
- A: Sensitivity （靈敏度）斜率越陡，一點點的變化都可以測出來
- B: Limit of Detection (or detection sensitivity)（最小偵測極限）多低我都量得到
- C: Dynamic Range （偵測範圍）可以量到的最大範圍
- D: Resolution （解析度）最小刻度
- E: Selectivity (選擇性 or 專一性) 想量測A但不想要量測B，設計專為量測A的 receptor
- F: Response time (反應時間) 量側反應需要花多久時間
- G: Signal-to-noise ratio (訊噪比) 訊號能多好的分析，不受noise影響
- Two effects to be considered
    - Drift
    - Nonlinearity
