近日，上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院張文明教授團(tuán)隊(duì)、湖南工程學(xué)院魏克湘教授團(tuán)隊(duì)和西北工業(yè)大學(xué)周生喜教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在Advanced Energy Materials (IF=29.698)上發(fā)表綜述論文"Mechanical intelligent energy harvesting: From methodology to applications"，并入選編輯精選。該論文為解決能量采集系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境與工況的適應(yīng)性難題，提出了機(jī)械智能能量采集概念，闡明了機(jī)械智能能量采集設(shè)計(jì)方法論，綜述了具有機(jī)械智能特征的能量采集系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)，預(yù)測(cè)了機(jī)械智能能量采集的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。趙林川博士后為本文的第一作者，上海交通大學(xué)為論文第一完成單位，上海交通大學(xué)張文明教授、湖南工程學(xué)院鄒鴻翔教授和西北工業(yè)大學(xué)周生喜教授為通訊作者。
AIoT(人工智能物聯(lián)網(wǎng))的蓬勃發(fā)展為人類創(chuàng)造了一個(gè)智能世界。AIoT通過(guò)廣泛分布、數(shù)量龐大的傳感器將萬(wàn)物互聯(lián)，并實(shí)時(shí)感知、采集、處理和傳輸信息。這些傳感器可能還布置在極端環(huán)境中。對(duì)于這些傳感器來(lái)說(shuō)，更換電池或通過(guò)電纜供電都很困難。因此，機(jī)械能量采集技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)俘獲自然界中廣泛存在的分散、無(wú)序和高熵的機(jī)械能并將其轉(zhuǎn)換為電能，為廣泛分布的傳感器供能，即自供能的AIoT。過(guò)去幾十年中能量采集技術(shù)取得了蓬勃的進(jìn)展，但目前仍然有一些關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題制約著能量采集技術(shù)走向應(yīng)用。從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際應(yīng)用，能量采集系統(tǒng)如何適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境與工況？機(jī)械智能能量采集設(shè)計(jì)方法論是解決這一難題的“對(duì)癥良藥”。
機(jī)械智能是指將感知、驅(qū)動(dòng)、控制、邏輯和適應(yīng)等過(guò)程設(shè)計(jì)到機(jī)械系統(tǒng)中，不依賴電氣控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的智能化程度。在生物進(jìn)化和人類發(fā)展中，機(jī)械智能發(fā)揮了不可或缺的作用，并在當(dāng)代社會(huì)中的前沿科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用？梢酝ㄟ^(guò)機(jī)械智能設(shè)計(jì)使能量采集系統(tǒng)具有自適應(yīng)和程序化功能，這是一種提高機(jī)械能量采集系統(tǒng)綜合性能的新范式。雖然一些研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)了具有機(jī)械智能特征的各種能量采集系統(tǒng)并取得了良好的效果，但是這種設(shè)計(jì)方法尚未被明確定義、分析和總結(jié)。
圖3 機(jī)械智能能量采集的發(fā)展路線圖。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202300557
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