近日，鄭州大學(xué)副教授毛彥超團(tuán)隊(duì)在《Nano Energy》期刊上發(fā)表了一篇名為《Breath-based human–machine interaction system using triboelectric nanogenerator》的論文。該團(tuán)隊(duì)利用摩擦納米發(fā)電機(jī)技術(shù)，研制出了一款基于呼吸的自驅(qū)動(dòng)人機(jī)交互傳感器。

由氣流驅(qū)動(dòng)的摩擦納米發(fā)電機(jī)能夠從人體呼吸中有效地吸收機(jī)械能，并產(chǎn)生與呼吸行為相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。結(jié)合信號(hào)處理電路和無線傳輸電路，進(jìn)一步開發(fā)了基于呼吸的無線智能人機(jī)交互系統(tǒng)。

人機(jī)交互設(shè)備成為了近年來人們關(guān)注的熱門領(lǐng)域，在人機(jī)交互設(shè)備中，傳感器是其關(guān)鍵的組成部分，目前的人機(jī)交互傳感器主要依賴于感應(yīng)肢體活動(dòng)或語言，然而一部分殘疾人不能夠用肢體動(dòng)作、手勢(shì)或語言清晰地表達(dá)他們的意圖，而且人機(jī)交互傳感器依賴傳統(tǒng)的電池，需要更換電池，因此，開發(fā)自驅(qū)動(dòng)的、方便特殊人群使用的人機(jī)交互傳感器成為了亟需解決的問題。

毛彥超副教授在該領(lǐng)域有著多年的研究經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了不依賴肢體活動(dòng)或語言的人機(jī)交互設(shè)備，該系統(tǒng)能夠?qū)⑷梭w的實(shí)時(shí)呼吸行為轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，用來對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行有效的無線控制，這種新型的傳感技術(shù)能夠?yàn)樘厥馊巳簬順O大的便利，為人機(jī)交互傳感器的發(fā)展提供了新的思路。

毛彥超副教授去年發(fā)明了可穿戴供電器件引起了大家的廣泛關(guān)注，為了解決可穿戴設(shè)備的供電需求，無需頻繁更換電池或充電，這些可穿戴電子設(shè)備提供了環(huán)保又可持續(xù)的電能，解決了可穿戴供電器件的柔性、舒適性與可洗滌性的問題。開發(fā)出了一種可洗滌的柔性可穿戴摩擦納米發(fā)電機(jī)，這種編制結(jié)構(gòu)的摩擦納米發(fā)電機(jī)可以與衣服很好地結(jié)合在一起，將人體活動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

這次的研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、鄭州大學(xué)優(yōu)秀青年教師發(fā)展基金、鄭州大學(xué)物理學(xué)科推進(jìn)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持，物理工程學(xué)院梁二軍教授對(duì)相關(guān)研究的開展提供了支持。

希望這些研究成果能夠快速轉(zhuǎn)化落地，更好地造福廣大人民群眾。