球类比赛中,经常可以看到基于高速摄像头的鹰眼或者VAR(视频助理裁判)。该技术的应用可以避免裁判主观判断带来的争议,提高竞技体育的公平性。但由于成本较高,在小级别赛事和日常训练中难以推广。《自然》杂志发表的一篇论文提出了一个新的方案,一种智能乒乓球桌,可以检测乒乓球的速度,跟踪运动路径,帮助裁判判断边缘球。
北京纳米能源与系统研究所、中国科学院、纳米科学与技术学院、佐治亚理工学院、普渡大学的研究人员共同开发了一种木基摩擦电传感器,它可以感受到乒乓球击打桌子产生的“触觉”,从而监测乒乓球的运动。基于木基摩擦电传感器的智能乒乓球台系统利用乒乓球击打桌面产生的能量为乒乓球落点分布统计系统和边缘球判断系统提供动力。
它还可以实时采集和显示乒乓球击球位置、运动速度和轨迹的统计信息,帮助运动员和教练员进行运动分析,从而促进科学训练智能乒乓球桌球性质:检测球速跟踪路径,准确找到击球位置一种新型“智能”静电场供能乒乓球台灵活耐用的木质电子纳米发电机构成了乒乓球桌的桌面,使用了能够检测击球动能的自供电传感器,研究人员发现,收集的数据可以用来帮助运动员提高成绩
经过特殊处理的轻木作为自供电传感器的一部分,这种新型的静电场供电的“智能”乒乓球桌,可以让球员知道球会落在哪里,判断球是“进”还是“出”。被球拍击中后,传感器会跟踪球的轨迹,记录球的速度,检测球会落在台面上还是侧面。R&D团队表示,使用更多的自供电连续传感器将有助于运动员和他们的陪练伙伴更好地分析他们的表现。
这张桌子覆盖着由特殊轻木制成的摩擦起电传感器。该论文的第一作者王忠林教授说:“实时数据采集依赖于广泛分布的传感器,这些传感器的能量供应主要依赖于电池等传统储能设备。”“同时,考虑到这些传统设备的寿命短、耗材多、成本高和环境问题,开发一种可持续和免维护的传感技术及其重要。”这种传感器充分利用了摩擦起电的原理,即当两种互斥的物质碰撞时,会产生一个负载电,为它们提供能量。静电场由摩擦电组成。“无电池”系统的能量是由球的撞击产生的。该系统可以测量撞击位置,并将该信息反馈给玩家。