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曾柱、郑强团队《Nano Energy》:面向可持续智能交通监测的自供能基础设施仿生电子皮肤

日期:2022-04-24 作者:郑强 来源:生物与工程学院 编辑:党委宣传部 刘慧 点击:

近日,曾柱、郑强团队成果以“Towards a Sustainable Monitoring: A Self-Powered Smart Transportation Infrastructure Skin”为题,在NanoEnergy(IF=17.8)杂志上发表学术论文。该论文第一单位为贵州医科大学生物与工程学院,合作单位包括北京工业大学、北京纳米能源与系统研究所、北京科技大学、东南大学等。

可持续的实时交通流监测是目前道路工程师们关心的一大问题,它不仅可以获取实时动态交通数据,干预道路拥堵,还可以与交通云平台互补,记录不规范驾车。现有交通传感器一般需要外部电源,这使得长期服务几乎不可能。此外,许多传感器需要埋在道路结构内,由于传感器和道路材料间存在刚性差异,因此在交通负荷下,传感器和道路材料的变形是不一致的,可能由此导致传感器精度降低甚至失效。而这种埋入式的安装方式也会改变基础设施的材料的一致性、均匀性和连续性。

受人体皮肤构造和工作原理启发,曾柱、郑强教授团队基于摩擦纳米发电机技术(TENG)提出了一种自供能的智能交通基础设施仿生电子皮肤系统(SSTIS),从而实现智能城市的可持续实时交通流监测。该系统包括:可方便粘贴在道路表面的自供能、近零功耗柔性传感器、基于人工智能(AI)开发的智能分析系统和基于云平台和Android框架的移动交通信号信息监测反馈系统。该研究也是首次将TENG技术用于真实条件下主干道大规模车辆信息传感,并表现出相当的稳定性、灵敏性和智能性,具有良好的实用价值,有利于构建分布式城市物联网传感系统。

通过该研究提出的SSTIS系统,可以实现对车辆、道路、桥梁、建筑物等民用基础设施的自供能、可持续、实时准确监测,可以用于辅助自动驾驶辅助决策、交通基础设施损坏预警、高效改善交通流等常规公共功能。