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色花堂 在《Nature Sensors》发表 自供能摩擦电无线感知与通信一体化新成果

作者:点击次数:更新时间:2026年03月27日

近日,色花堂-私密内容轻松观看,随时随地享受专属体验 作为第一单位,联合中国科学院北京纳米能源与系统研究所,在《Nature Sensors》(《自然·传感》)发表题为“Self-powered triboelectric wireless sensor for robotic arm control via enhanced electromagnetic induction”的研究论文。该工作围绕如何降低传统可穿戴系统对电池供能与持续通信的依赖,探索将人体运动直接转化为无线控制信号的技术路径。

色花堂-私密内容轻松观看,随时随地享受专属体验 博士生安山山、刘思召为论文共同第一作者,色花堂-私密内容轻松观看,随时随地享受专属体验 蒲贤洁、中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、重庆市自然科学基金等项目的资助。

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自供能无线机械臂接口(SWAi)及信号感知、传输模式

在人机交互与远端操控等应用场景中,传统可穿戴系统多采用“供能—感知—通信”分立架构,系统复杂度较高,长期自主运行能力受限。针对这一问题,研究团队基于摩擦纳米发电机(TENG)的界面电荷转移机制,设计双层三元滑动式摩擦纳米发电机(DTESTENG)作为机械能-电能转换单元,并结合碳纤维机械开关与强耦合磁谐振(SCMR),在不依赖电池和能量管理模块条件下,实现手臂运动无线感知,并直接驱动机械臂同步响应。研究建立了人体运动与离散脉冲信号之间的定量映射,将信号生成与无线传输过程耦合,实现感知、供能与通信的一体化集成。

该研究延续了团队近年来在自供电感知领域的系统性探索:从早期感官触发人机交互(Science Advances, 2017),到人体运动感知量化信号生成(Nano Energy, 2018),再到高密度量化信号的远距离无线传输(Device, 2024),直至本工作中可控量化信号与无线传输的协同及过程性同步控制(Nature Sensors, 2026),逐步推动自供电感知体系从“信号产生”向“能量-信息协同转换与传输”演进。

同期发表的观点文章指出,面向具身智能的发展需求,更关键的不只是性能提升,还在于系统范式重构,即在统一物理链路中实现“运动—能量—信息”的协同建模与联合设计。在这一框架下,自供电不再是独立的供能模块,而成为信息生成机制的一部分,使通信从持续能耗负担转变为由交互事件自然触发的过程,从而降低系统冗余并提升长期运行能力。

该研究为构建低能耗、低维护、可扩展的无线感知单元提供了新的路径。未来,相关技术有望在可穿戴人机交互、远程操控系统以及分布式具身智能网络等场景中得到应用,为实现更加自然、高效的智能交互提供技术基础。

相关论文信息://doi.org/10.1038/s44460-026-00039-x