智能马鞍识提示骑者
2022-03-08 2376 王瑞泽 澳门日报
科学家开发了一种智能和自供电的马鞍,可以帮助用户改善正确的骑马动作,甚至在其他人跌倒时发出警报。据悉,智能马鞍是由内蒙古大学领导的一组研究人员设计的。
由内蒙古工业大学和中国科学院的科学家开发的智能马鞍,由一个传统的马鞍组成,马鞍的表面装有七个小、薄、灵活的圆盘形压力传感器。每个自供电传感器都包含一个“摩擦电纳米发电机”,简称TENG
。TENG利用了摩擦电效应,这是当一种材料与另一种材料接触时,电荷会聚集在另一种材料中的一种现象,情况就如人们梳头时产生静电的原理。
大多数系统都由电池供电,通常使它们体积庞大且不灵活。相比之下,将机械能转化为电能的TENG正在测试各种应用,从收集海浪的能量到通过步行为手机充电。除了为自身供电外,TENG还可以将压力、触摸或运动等机械刺激转换为电信号。在实验室测试中,研究人员发现发电机可以产生足够的能量来点亮一系列LED,为无线发射器供电,甚至可操作数字温度计。
使用智能马鞍的情况下,由一组TENG产生的电信号能够指示骑马人是坐直、向后倾斜、向前倾斜还是站着。如果检测到骑马人从马上摔下来,该系统还可以向其他人无线发送警报,它的响应时间只有十六毫秒。
研究人员在论文中写道:“在具有挑战性和危险性的马术运动中,基于分散式、可携式和即时传感技术的运动学分析和伤害预防尤为重要。在这裏,我们报告了一种灵活的自回弹弧形摩擦纳米发电机,它解决了这些问题,并展示了它在运动学分析中自供电传感的应用。”
该团队表示,通过从骑手的运动中获取能量,智能鞍座不再需要安装笨重且不灵活的电池。
据悉,研究已获得北京市自然科学基金、国家自然科学基金、科技部国家重点研发项目、北京市科委、内蒙古科技成果转化项目的资助和内蒙古自治区重大科技计划。该研究的全部结果发表在ACS Nano杂誌上。
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