最近,《Nature》雜志發表了一篇關于中科院智能乒乓球臺的論文。這項研究提出了一種新的方案,旨在提升運動員的技能。智能乒乓球臺能夠檢測乒乓球球速、跟蹤運動路徑,并輔助裁判判斷擦邊球。
這項研究是由中國科學院北京納米能源與系統研究所、中國科學院大學納米科學與技術學院、美國佐治亞理工學院和美國普渡大學的科研人員合作完成的。
智能乒乓球臺鑲滿了用特殊輕木制成的摩擦起電傳感器,這種特殊的木基摩擦電傳感器能夠感受乒乓球撞擊臺面產生的觸覺,并監測乒乓球的運動。
木基摩擦電傳感器的智能乒乓球臺系統利用乒乓球撞擊臺面產生的能量,為乒乓球落點分布統計系統和擦邊球判斷系統提供動力。同時,它還能夠采集并實時顯示乒乓球撞擊位置、運動速度和軌跡等統計信息,以幫助運動員和教練進行運動分析,從而促進科學訓練。
研發團隊表示,使用更多自供能連續傳感器將有助于運動員和他們的陪練更好地分析表現。
這種傳感器需要電池供電,但研究人員指出,電池不僅使用壽命有限,還會對環境造成負面影響。
研究人員已經找到一種新的方式,在工作臺表面嵌入傳感器摩擦納米發電機來提供動力。這種發電機能夠將機械能轉化為電能。智能乒乓球臺中的傳感器將球撞擊產生的機械能轉換為電能,用于為傳感器供電。
這類傳感器利用了摩擦起電的原理,即互斥材料的碰撞會產生負荷電,從而為傳感器提供能量。同時,這種系統可以測量撞擊的位置,并將這一信息反饋給球員。
王教授表示:“在物聯網新時代,利用廣泛分布的智能傳感技術進行大數據收集和分析將邁上新的臺階。這個系統依賴于簡單有效的策略,將普通木頭轉化為高性能的靜電材料。這種材料具有特殊的力學性質,例如能夠將力度放大7.5倍、具備優秀的彈性、耐磨性和可加工性。與普通木材相比,它的電能輸出提高了70倍以上。”
責編:連麗敏
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