近日，重慶大學物理學院作為第一單位，聯合中國科學院北京納米能源與系統研究所，在《Nature Sensors》（《自然·傳感》）發表題為“Self-powered triboelectric wireless sensor for robotic arm control via enhanced electromagnetic induction”的研究論文。該工作圍繞如何降低傳統可穿戴系統對電池供能與持續通信的依賴，探索將人體運動直接轉化為無線控制信號的技術路徑。

重慶大學物理學院博士生安山山、劉思召為論文共同第一作者，重慶大學物理學院蒲賢潔、中國科學院北京納米能源與系統研究所王中林院士為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、重慶市自然科學基金等項目的資助。

自供能無線機械臂接口（SWAi）及信號感知、傳輸模式

在人機交互與遠端操控等應用場景中，傳統可穿戴系統多采用“供能—感知—通信”分立架構，系統復雜度較高，長期自主運行能力受限。針對這一問題，研究團隊基于摩擦納米發電機（TENG）的界面電荷轉移機制，設計雙層三元滑動式摩擦納米發電機（DTESTENG）作為機械能-電能轉換單元，并結合碳纖維機械開關與強耦合磁諧振（SCMR），在不依賴電池和能量管理模塊條件下，實現手臂運動無線感知，并直接驅動機械臂同步響應。研究建立了人體運動與離散脈沖信號之間的定量映射，將信號生成與無線傳輸過程耦合，實現感知、供能與通信的一體化集成。

該研究延續了團隊近年來在自供電感知領域的系統性探索：從早期感官觸發人機交互（Science Advances, 2017），到人體運動感知量化信號生成（Nano Energy, 2018），再到高密度量化信號的遠距離無線傳輸（Device, 2024），直至本工作中可控量化信號與無線傳輸的協同及過程性同步控制（Nature Sensors, 2026），逐步推動自供電感知體系從“信號產生”向“能量-信息協同轉換與傳輸”演進。

同期發表的觀點文章指出，面向具身智能的發展需求，更關鍵的不只是性能提升，還在于系統范式重構，即在統一物理鏈路中實現“運動—能量—信息”的協同建模與聯合設計。在這一框架下，自供電不再是獨立的供能模塊，而成為信息生成機制的一部分，使通信從持續能耗負擔轉變為由交互事件自然觸發的過程，從而降低系統冗余并提升長期運行能力。

該研究為構建低能耗、低維護、可擴展的無線感知單元提供了新的路徑。未來，相關技術有望在可穿戴人機交互、遠程操控系統以及分布式具身智能網絡等場景中得到應用，為實現更加自然、高效的智能交互提供技術基礎。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s44460-026-00039-x

來源：物理學院

作者：蒲賢潔