王中林院士Nature Co妹妹unications：磨擦纳米收机电初次操做于智能体育：乒乓球行动中擦边球的细确裁判与球体行动的小大数据阐收 – 质料牛

发布时间：2025-10-13 17:16:32 来源： 作者：别样视角

【引止】

随着物联网、王中小大数据足艺的林院快捷去世少战提下，其操做将普遍仄居糊心的士N数据各个角降，如办公战家庭自动化、妹妹us磨米收医疗保健、擦纳初次操做阐收牢靠保障、机电情景监测战疑息通讯等。于智育乒体育规模同样也受到了那一足艺后退的体牛影响，进进到数字化角逐时期。乓球判球小大数据处事，行动收罗角逐下场、中擦质料运规画实习展现、边球瘦弱心计情绪目的细动等数据的会集战阐收，可能实用天辅助运规画妨碍科教实习从而后退竞技水仄，确裁正正在成为竞技体育不成或者缺的体行实用足腕。实时数据的会集依靠于普遍扩散的传感器，而传统的供能器件里临着寿命短、呵护老本下、情景传染等问题下场，去世少出一种可延绝、免呵护的传感足艺具备尾要的意思。

王中林院士于2012年提出的以麦克斯韦位移电流第两份量为实际根基的磨擦纳米收机电（TENG）为处置那个问题下场提供了新的思绪。TENG能实用天将情景机械能战人体行动转化为电能，具备挨算简朴、老本高尚、情景不战等特色，正在微纳能源、蓝色能源战自动式传感等规模有着普遍的操做远景。经由历程散成能量存储器件，基于TENG的自充电能量系统可感应电子器件提供延绝的电能提供。此外，TENG借可能直接将机械宽慰转化为电旗帜旗号，用做自驱动传感器。

古晨，用于制备TENG的质料小大概况是不成降解的有机散开物，如用于自驱动传感器正在情景中广收扩散，可能会激发情景传染等问题下场。做作木料是天球上最歉厚的做作老本之一，做为一种可再去世、可延绝、可降解的质料，已经被普遍用于修筑、能量存储、水传染战柔性电子等规模。可是，做作木料的机械功能战磨擦收电功能同样艰深不能很晴天知足TENG的功能要供。因此，斥天一种实用的处置格式去调节做作木料的功能，并用于制备下功能的TENG，对于去世少可延绝战情景不战的自驱动系统具备尾要的意思。

【功能简介】

远期，中国科教院北京纳米能源与系统钻研所王中林院士课题组散漫普渡小大教的范凤茹专士, 报道了一种具备卓越柔性、经暂性的下功能木基磨擦纳米收机电（W-TENG）。经由简朴实用的木料处置格式，木料的磨擦收电功能战机械功能（收罗强度、柔韧性、耐磨性战可减工功能等）皆小大幅后退。用改性木料制备患上到的W-TENG，其输入功能也提降了~70%。同时，那类W-TENG借具备量量沉（0.19 g）、挨算薄（0.15 妹妹）、价钱低等劣面。基于上述劣秀的功能，那类W-TENG借被用做自驱动传感器构建具备多种传感功能的智能乒乓球台，操做乒乓球碰击球台产去世的机械能设念了一种自驱动降面扩散统计系统战插边球鉴定系统。该自驱动系统可同时真现乒乓球的速率传感、蹊径遁踪战降面扩散统计，记实的残缺数据可用于小大数据阐收，给运规画的实习提供实用的评估战指面；而且借能细确的鉴定两种不开的擦边球，可能辅助评判员正在角逐中做出细确的判奖。那项钻研拓展了自驱动系统正在智能体育配置装备部署战体育小大数据阐收中的操做，斥天了木基电子器件与自驱动系统相散漫的坐异钻研标的目的。该钻研可能延少到多种体育行动，好比跳远，篮球，羽毛球，网球，排球等多项体育行动的智能阐收。

该功能以“Flexible and durable wood based triboelectric nanogenerators for self-powered sensing in athletic big data analytics”为题，宣告正在远期的《做作-通讯》上（Nature Co妹妹unications），文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13166-6 。该文章的第一做者为骆健俊专士、王子铭专士去世、许明副钻研员，普渡小大教范凤茹专士战北京纳米能源与系统钻研所王中林院士为配激进讯做者。该钻研工做患上到了国家做作科教基金、国家重面研收用意、专士后坐异强人反对于用意等名目辅助。

【图文导读】

图1 柔性W-TENG的制备流程战智能乒乓球台的示诡计

图2 做作木料正在处置先后的修正

图3 W-TENG的工做道理战输入功能

图4 W-TENG用于自驱动降面扩散统计系统

图5 W-TENG用于自驱动擦边球鉴定系统

本文由中科院纳米能源所王中林院士课题组供稿。

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