近日,我校福建省生态产业绿色技术重点实验室、生态与资源工程学院刘瑞来博士团队在摩擦纳米发电与柔性智能传感研究方向取得重要突破,相关研究成果以论文题目“Smart triboelectric motion-feedback sensor for table tennis monitoring”发表于国际权威期刊《Nano Research》(《纳米研究(英文)》,中科院一区 TOP 期刊),该刊由清华大学与中国化学会联合主办,属于中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。武夷学院生态与资源工程学院为论文第一完成单位,刘瑞来博士为第一作者,中国科学院半导体研究所陈华民研究员担任通讯作者。

随着柔性电子与机器学习技术快速发展,自供电传感已成为智能体育的重要研究方向。乒乓球的旋转和球速是竞技关键参数,但现有传感手段难以实现旋转的精准定量检测,传统可穿戴设备续航有限、成本较高,多数摩擦电传感器仅捕捉垂直撞击信号,忽略击球产生的切向剪切信息,难以区分不同旋转模式。针对上述瓶颈,团队开发基于摩擦纳米发电机的乒乓球拍智能运动反馈传感系统,制备得到性能优异MXene /细菌纤维素(MXBC)复合薄膜,该薄膜可同时采集击球垂直压缩与自旋切向滑动耦合信号,无需外接电源就能获取球速与旋转信号。

研究采用多尺度小波硬阈值算法对原始信号降噪,并构建LSTM‑SVM混合机器学习模型,对上旋、下旋、左旋、右旋、平击共10种高低速发球模式开展识别测试,模型测试准确率可达99.8%,相比传统SVM模型提升48.5%,器件在不同底板、湿度环境下仍保持较好传感稳定性。该研究有望推动新材料与闽北智能体育装备产业融合发展,为区域产业升级、全民健身和体育人才培养提供技术支撑。
本项目研究工作得到国家自然科学基金(No.52201043);福建省自然科学基金(2024J011178、2025J01999、2023J01105、2024J01918);南平市资源化学产业研究院项目(N2024Z003);福建省促进海洋与渔业高质量发展专项资金项目(FJHYF‑L‑2025‑21)等多项课题资助。
论文 DOI:https://doi.org/10.26599/NR.2026.94909149

