基于摩擦电纳米发电机的电子皮肤可穿戴设备在体育运动中的应用
作者单位：东北大学体育部
会议名称：《第十届中国体能高峰论坛》
会议日期：1000年
学科分类：040303[教育学-体育教育训练学] 0403[教育学-体育学] 04[教育学] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
关 键 词：可穿戴电子设备 摩擦纳米发电机 电子皮肤 自供电 体育训练
摘 要：人体皮肤作为覆盖人体的最大器官,可以感知多种机械刺激信号来帮助我们与外部环境进行互动。基于人体皮肤的多种特性,一种致力于模拟并超越人类自然皮肤功能的电子皮肤(e-skins)被研究开发,可以将其应用于可穿戴电子设备中帮助人们科学运动,这在体育运动的多种领域有着广阔的应用前景。为了使电子皮肤可穿戴设备应用更加广泛,我们面临着很多挑战需要克服,其中首要解决的就是能源供应问题,外部能源普遍体积大、使用寿命有限,或多或少的阻碍了可穿戴设备的应用。在现有研究中,摩擦纳米发电机(TENG)基于摩擦起电效应和静电感应耦合效应可以收集人体运动产生的机械能将其转换为电能,为可穿戴设备的能源供应问题提供了一个有吸引力的解决方案,可以使电子皮肤可穿戴设备进行自供电,而不需要其他额外能源供电。因此,基于摩擦电纳米发电机的电子皮肤具有自供电、低成本和应用材料广泛等优点得到了重点研究。本文首先介绍了摩擦电纳米发电机的工作原理和四种工作模式,然后说明电子皮肤作为可帮助体育运动训练的可穿戴电子设备具有柔性和可拉伸等功能特性,重点介绍了现阶段基于摩擦电纳米发电机的电子皮肤可穿戴设备在体育运动中的应用。最后我们对未来的电子皮肤可穿戴设备所要面临的挑战进行了展望,提出了一些建议,希望对下一步开发能够帮助人们进行科学运动训练的可穿戴设备提供参考价值。