球類比賽中，經常能看到基于高速攝像頭的鷹眼或者 VAR（視頻助理裁判），這類技術的應用可以避免裁判主觀判斷引起的爭議，提高競技體育的公平性，但由于成本較高，在小級別賽事和日常訓練中難以推廣。

就在上周，nature 發表的論文提出了一種新方案，一張能夠檢測乒乓球球速、跟蹤運動路徑、幫助裁判判斷擦邊球的智能乒乓球桌。

中國科學院北京納米能源與系統研究所、中國科學院大學納米科學與技術學院、美國佐治亞理工學院和美國普渡大學的研究人員共同參與開發了一種木基摩擦電傳感器，可以感受乒乓球撞擊桌面產生的“觸覺”從而監測乒乓球的運動。

應用木基摩擦電傳感器的智能乒乓球桌系統利用乒乓球撞擊桌面產生的能量，為乒乓球落點分布統計系統和擦邊球判斷系統提供動力，還能夠采集并實時顯示乒乓球撞擊位置、運動速度和軌跡等統計信息，幫助運動員和教練展開運動分析，從而促進科學訓練。

利用靜電場來供能的新型“智能”乒乓球桌

“智能”乒乓球臺可以利用自供電木質傳感器準確找到擊球位置并判斷進出狀態，來提升運動員的技能：

靈活耐用的木質電子納米發電機構成了乒乓球臺桌面

利用了可以探測擊球動能的自供電傳感器

研究者發現可以利用收集到的這些數據，來幫助運動員提高成績

經過特殊處理的輕木作為自供電傳感器的一部分

這種利用靜電場來供能的新型“智能”乒乓球桌，可以讓球員知道球會落在哪里，并且判斷球是“進”還是“出”。在經過球拍擊打后，傳感器會追蹤到球運行的軌跡，記錄球速，并同時探測球會落在桌子頂部或邊上。

研發團隊表示通過使用更多自供能連續傳感器將幫助運動員和他們的陪練，更好地分析他們的表現。

這個桌子上鑲滿了用特殊輕木制成的摩擦起電傳感器。論文第一作者王中林教授說道：“實時數據收集依賴于廣泛分布的傳感器，而這些傳感器供能主要依賴于像電池這樣的傳統儲能設備。”

“同時，考慮到這些傳統設備短暫的壽命、高耗材、高成本及環境問題，開發一款可持續、免維護的感知技術變得無比重要。”

這類傳感器充分利用了摩擦起電的原理，也就是互斥的兩種材料相碰會產生一負荷電，來給它們提供能量。靜電場就是由摩擦電組成的。

一個“無電池”系統的能量產生于球的撞擊。該系統可以測量撞擊的位置，并將這個信息反饋給球員。

特質輕木制成的靜電傳感器，能判斷球擊中桌子的邊緣還是角落

團隊表示這項實驗中使用更可持續的自供電傳感器，可以幫助運動員和陪練分析他們的表現。他們可以完全找準球的落點。這種桌子可以記錄下擊打位置、速度和運動軌跡，并展示實時的統計分析。

王林博士說：“在這個物聯網的新時代，基于遍布廣泛的智能傳感技術，大數據收集和分析將跨上一個新的臺階。”

“這個系統依賴于簡單有效的策略，將普通木頭變成高性能的靜電材料。”

“而這種材料具有特殊力學性質，如可以將力度放大 7.5 倍、優秀的彈性、耐磨性和可加工性。”

“同時，與普通木材相比，可輸出電能也提高了 70 倍以上。”