人们对自动驾驶汽车的发展产生了浓厚的兴趣，并且随着时间的流逝，它们开始变得越来越先进。为了有效和安全地运行，车辆必须具有先进的控制系统设计，该设计要求车辆周围传感器进行持续反馈和分析。

未来的道路上可能有多达一千万辆自动驾驶汽车，而且如此大规模的自动驾驶汽车将需要精确的控制和通信子系统来满足安全标准。对于满足这些安全标准而言，自动驾驶汽车的重要方面之一是智能轮胎，现在正在设计具有连续监控功能的智能轮胎。

智能轮胎的兴起

任何车辆上的轮胎都会与行驶空间（即道路）相互作用。因此，如果自动驾驶汽车在日常使用中要安全可靠，则必须对此方面进行监控。这导致了与应变传感器集成在一起的智能轮胎的开发，该轮胎可以连续检测和监测动态参数，因为这些智能轮胎可以将应变检测与基本轮胎功能结合在一起。分析这些参数并利用获得的数据的能力对于自动驾驶汽车中的智能控制也至关重要。

智能轮胎仍然是一个正在得到重大发展的技术，并且某些问题仍在设法解决。例如，理想情况下，智能轮胎需要在轮胎中嵌入自供电传感器，以便它们能够测量和安全地传输高频数据并提供实时控制。实际上，许多轮胎开发都没有将传感器集成到轮胎中，从而使这些轮胎的成本超出了大规模的商业可行性，并增加了所需的定期维护量。

总体上，人们正在花很多精力来制造智能轮胎，以及更好地集成无线传感器。迄今为止，除了复杂且耗时的集成过程外，许多传感器的刚性要比用于轮胎中的刚性高得多，而且许多传感器都需要外部电源（这不是理想的方案）。尽管如此，智能轮胎的研究和开发仍在不断增长，最近，石墨烯可以成为解决智能轮胎中许多此类问题的方法。

石墨烯在应变传感器中的使用

迄今为止，在电子设备方面，石墨烯在传感器中的用途最为广泛，这是有充分理由的。它体积小巧，相对表面积大，可提供很大的感应表面，同时又使传感器本身保持较小的体积。而且，它具有最高电导率和电荷载流子迁移率特性，从而为它们提供了很高的灵敏度。因此，当感知到环境变化时，它会改变整个石墨烯片的特性，从而提供可检测的响应。由于这些特性是如此之高，因此意味着可以检测到微小的变化。

这是应变传感器（特别是在自动驾驶汽车中）的理想属性集，因为它可以检测到轮胎环境中很小的变化。然后，这些变化可以实时传递到中央数据分析系统，并且汽车的AI可以做出决策。除了这种高灵敏度之外，由于石墨烯本身固有的薄度和柔韧性，石墨烯应变传感器也具有很高的柔韧性，这本身就为当今使用的更刚性的传感器提供了替代选择。

将石墨烯用于智能轮胎中的应变传感器

一种新的方法是将3D打印石墨烯应变传感器直接贴在轮胎表面上，使用石墨烯基墨水作为打印介质。为了充当一个完整的系统，将石墨烯应变传感器连接到压电能量采集设备和安全的无线数据传输电子设备，这些电子设备也嵌入轮胎中。数据系统还连接到机器学习系统，以便它可以执行预测性数据分析。

这种跨学科的方法结合了纳米技术，3D打印，数据传输方法等技术，解决了大多数智能轮胎无法自供电的问题。不仅如此，这种方法还消除了高成本和多步骤的集成过程。打印传感器的能力不仅简单得多，而且每个传感器的成本约为2.7美分，这使它成为一种比目前更具成本效益的选择。

除了解决关键问题并找到解决问题的方法外，传感器和后续数据分析协议也非常有效和准确。通过在轮胎表面印刷，该传感器能够获取有关轮胎的一系列环境信息，并通过安全网络以所需频率进行传输。这种方法可以在不同的行驶速度，负载和轮胎压力下测量多种轮胎和道路的相互作用。

除了监控这些相互作用之外，它还可以对轮胎压力进行实时分析，这需要进行监控以确保轮胎和车辆的安全性。总体而言，这些传感系统不仅有效且可以解决关键问题，而且对于确保车辆符合要求的安全标准（至少在轮胎的安全性方面）也至关重要。