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【重慶日報】無需電池,手臂一動機(jī)械臂就動

2026.04.05 瀏覽量:

本報訊(新重慶-重慶日報記者李志峰)4月1日,記者從重慶大學(xué)獲悉,該校物理學(xué)院聯(lián)合中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所,成功研發(fā)出自供能摩擦電無線感知與通信一體化技術(shù),為可穿戴人機(jī)交互,遠(yuǎn)程操控等領(lǐng)域帶來全新解決方案。該成果的研究論文日前在國際期刊《Nature Sensors》(《自然·傳感》)發(fā)表。

“這項研究聚焦傳統(tǒng)可穿戴系統(tǒng)的痛點(diǎn)?!闭撐耐ㄓ嵶髡?、重慶大學(xué)物理學(xué)院副教授蒲賢潔介紹,在人機(jī)交互與遠(yuǎn)端操控場景中,傳統(tǒng)設(shè)備大多采用“供能一感知一通信”分立構(gòu),不僅系統(tǒng)復(fù)雜,還高度依賴電池,長期自主運(yùn)行能力大打折扣。比如,在遠(yuǎn)程操控機(jī)械臂時,操作人員佩戴的可穿戴設(shè)備需要頻繁充電,一旦電量耗盡,操控便被迫中斷,極大影響工作效率與體驗。

“當(dāng)操作人員做出手臂動作時,這個新型裝置,就能將運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,同時生成對應(yīng)的離散脈沖信號,通過無線傳輸直接控制機(jī)械臂做出相同動作?!逼奄t潔補(bǔ)充介紹,研究團(tuán)隊還建立了人體運(yùn)動與脈沖信號之間的定量映射關(guān)系,把信號生成和無線傳輸過程緊密耦合,真正實現(xiàn)了感知、供能與通信的一體化集成。

《自然·傳感》同期發(fā)表的觀點(diǎn)文章指出,這項研究表明,自供電不再是獨(dú)立的供能模塊,而是成為信息生成的一部分,讓通信從持續(xù)耗電的負(fù)擔(dān),變成由交互事件自然觸發(fā)的過程,有效降低了系統(tǒng)冗余,提升了長期運(yùn)行能力。

據(jù)了解,該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金等項頁目的資助。未來,這項技術(shù)有望在多個場景大顯身手。比如,在可穿戴人機(jī)交互領(lǐng)域,人們無需再為設(shè)備充電發(fā)愁,就能通過自然動作與智能設(shè)備順暢交流;在遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)中,操作人員可以更高效地控制遠(yuǎn)方的機(jī)械臂,機(jī)器人等設(shè)備,應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、搶險救災(zāi)等場景;在分布式具身智能網(wǎng)絡(luò)中,大量低能耗、低維護(hù)的無線感知單元將構(gòu)建起更加智能、高效的網(wǎng)絡(luò)體系。