中国科学院深海科学与工程研究所杨阳研究员团队联合深圳大学、日本奈良先端科学技术大学院大学在Applied Physics Reviews期刊上发表了综述文章，系统地讨论了基于微机电系统（MEMS）技术的海洋物理传感器，包括其原理、材料设计以及各种应用场景。

海洋传感器在海洋探索和资源利用中起着关键作用。目前，传统的海洋传感器由于其制造技术的局限，存在尺寸大、能耗高、集成复杂等问题，难以满足在恶劣海洋环境中长期观测的需求。利用MEMS技术让众多海洋传感器得到了显著改进，使其具备更低的功耗、更轻的重量、更高的集成度，以及高灵活性和可拉伸性等特性。本文重点介绍了基于MEMS技术的海洋物理传感器以及各类传感器的工作原理、结构特性和制造工艺；这些传感器能够用于测量或监测包括海水导电率、温度、压力、大尺度洋流、小尺度湍流、地震信号、海底变形信号、以及海洋声学信号在内的关键海洋物理信号。

     本文还讨论了MEMS海洋物理传感器可能遇到的重要挑战，并展望了其未来发展方向。用于海水中的MEMS传感器需要适应恶劣的海洋环境，例如通过使用耐腐蚀材料和抗压密封技术来保护传感器免受海水侵蚀。同时，由于海洋环境下能源供给困难，采用可再生能源技术如收集波浪能、潮流能可有效延长传感器的运行周期。下一代海洋MEMS传感器也有望集成数据处理单元并采用智能算法，实现海量数据的现场采集、处理和传输，减少通信能耗。基于MEMS技术的海洋物理传感器有望推动建立高效的海洋物联网（Ocean Internet of Things，图1）系统，通过集成在各种平台（如水下滑翔机、漂流浮标、锚定浮标和自主水下航行器）形成三维海洋观察网络，实现对海洋环境的实时、高分辨率监测，有望促进海洋安全保障、海洋环境保护和灾害预警系统的发展。

     该研究得到国家自然科学基金-优秀青年科学基金（42222606）、国家自然科学基金-面上项目（42376219）、国家自然科学基金-青年科学基金（62103400）、国家自然科学基金-国际合作与交流项目（42211540003）、中国科学院海洋信息技术创新研究院自主部署项目（CXBS202103）以及三亚市科技创新专项（2022KJCX66）等项目的资助与支持。

杨阳研究员为论文的第一作者，博士研究生戴主航为论文第二作者，深圳大学尚琛晶研究员为通讯作者。

杨阳，中科院深海所研究员，博士生导师，“国家优秀青年科学基金”获得者，中国科学院“海外高层次引进人才”、中国科学院特聘骨干研究员、“海南省领军人才”，国际著名期刊《IEEE Sensors Journal》副主编、《IEEE Journal of Oceanic Engineering》客座编辑、《Nano Research》、《Fundamental Research》等期刊青年编委。2017年在欧洲微电子研究中心（imec）获得电子工程博士学位，2017年至2020年先后任职于日本大阪大学、美国西北太平洋国家实验室，2020年加入中科院深海所，目前主要从事海洋电子与智能系统及物理海洋传感器技术等方面研究，在《Nature Communications》《Applied Physics Reviews》《Nano Energy》《IEEE Internet of Things Journal》等期刊发表学术论文50余篇。

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中国科学院深海科学与工程研究所杨阳研究员团队联合深圳大学、日本奈良先端科学技术大学院大学在Applied Physics Reviews期刊上发表了综述文章，系统地讨论了基于微机电系统（MEMS）技术的海洋物理传感器，包括其原理、材料设计以及各种应用场景。

海洋传感器在海洋探索和资源利用中起着关键作用。目前，传统的海洋传感器由于其制造技术的局限，存在尺寸大、能耗高、集成复杂等问题，难以满足在恶劣海洋环境中长期观测的需求。利用MEMS技术让众多海洋传感器得到了显著改进，使其具备更低的功耗、更轻的重量、更高的集成度，以及高灵活性和可拉伸性等特性。本文重点介绍了基于MEMS技术的海洋物理传感器以及各类传感器的工作原理、结构特性和制造工艺；这些传感器能够用于测量或监测包括海水导电率、温度、压力、大尺度洋流、小尺度湍流、地震信号、海底变形信号、以及海洋声学信号在内的关键海洋物理信号。

     本文还讨论了MEMS海洋物理传感器可能遇到的重要挑战，并展望了其未来发展方向。用于海水中的MEMS传感器需要适应恶劣的海洋环境，例如通过使用耐腐蚀材料和抗压密封技术来保护传感器免受海水侵蚀。同时，由于海洋环境下能源供给困难，采用可再生能源技术如收集波浪能、潮流能可有效延长传感器的运行周期。下一代海洋MEMS传感器也有望集成数据处理单元并采用智能算法，实现海量数据的现场采集、处理和传输，减少通信能耗。基于MEMS技术的海洋物理传感器有望推动建立高效的海洋物联网（Ocean Internet of Things，图1）系统，通过集成在各种平台（如水下滑翔机、漂流浮标、锚定浮标和自主水下航行器）形成三维海洋观察网络，实现对海洋环境的实时、高分辨率监测，有望促进海洋安全保障、海洋环境保护和灾害预警系统的发展。

     该研究得到国家自然科学基金-优秀青年科学基金（42222606）、国家自然科学基金-面上项目（42376219）、国家自然科学基金-青年科学基金（62103400）、国家自然科学基金-国际合作与交流项目（42211540003）、中国科学院海洋信息技术创新研究院自主部署项目（CXBS202103）以及三亚市科技创新专项（2022KJCX66）等项目的资助与支持。

杨阳研究员为论文的第一作者，博士研究生戴主航为论文第二作者，深圳大学尚琛晶研究员为通讯作者。

杨阳，中科院深海所研究员，博士生导师，“国家优秀青年科学基金”获得者，中国科学院“海外高层次引进人才”、中国科学院特聘骨干研究员、“海南省领军人才”，国际著名期刊《IEEE Sensors Journal》副主编、《IEEE Journal of Oceanic Engineering》客座编辑、《Nano Research》、《Fundamental Research》等期刊青年编委。2017年在欧洲微电子研究中心（imec）获得电子工程博士学位，2017年至2020年先后任职于日本大阪大学、美国西北太平洋国家实验室，2020年加入中科院深海所，目前主要从事海洋电子与智能系统及物理海洋传感器技术等方面研究，在《Nature Communications》《Applied Physics Reviews》《Nano Energy》《IEEE Internet of Things Journal》等期刊发表学术论文50余篇。

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