研究概述 - 青岛大学与香港科技大学的研究团队在Cell子刊《Cell Reports Physical Science》上发表了一项关于自供电眼动追踪系统的研究[5] - 该研究基于摩擦纳米发电机原理，提出了一种名为ET-TENG的系统，通过捕获眨眼时眼睑与眼球摩擦产生的能量进行眼动检测[5][13] - 该系统旨在为渐冻症等严重行动障碍人士提供辅助技术，并有望彻底改变相关领域[5] 技术原理与创新 - 系统采用单电极模式的摩擦纳米发电机，收集眼睑与眼球摩擦产生的能量，实现自供电[9] - 该系统能够检测眼球的最小偏转角度为2°，准确率高达99%[9][13] - 摩擦层附着在眼球表面后，产生的电势在600秒后能保持在**-0.62 kV**[10] - 技术克服了传统眼动追踪技术依赖外部电源、无法在黑暗中工作的两大瓶颈[6][13] 性能与设计优势 - 设备所使用的材料具有高生物相容性和高透光率，重量与普通眼镜无异，不影响佩戴者正常生活[10] - 研究团队在硬件端和软件端引入了滤波电路和程序，使其在复杂电磁环境中也能确保高精度和强抗干扰能力[10] - 系统具有高灵敏度、简易结构，为推动人机交互领域应用提供了技术支撑[6][13] 潜在应用领域 - 主要目标是帮助行动不便人士，例如肌肉萎缩症患者可以通过移动眼球来控制轮椅和使用电脑[8][12] - 在太空探索中，可让宇航员无需动手即可操控复杂的控制面板[12] - 在汽车领域，可使智能汽车监测驾驶员疲劳，而无需使用笨重且侵入性强的传感器[12] - 在娱乐行业，虚拟现实头戴设备可因此变得更轻薄、更节能、更舒适，甚至实现全天佩戴[12] - 增强现实眼镜用户也可通过眼球运动来控制显示内容和翻页[8] 行业痛点与解决方案 - 当前红外线和图像采集的眼球追踪方法存在体积大、重量沉、长时间佩戴易疲劳、红外线可能损害眼睛等问题[8] - 传统方法需要外部电源，导致设备体积重量增加，且在光线昏暗环境下无法使用[8] - 电池容量有限，难以长时间保持稳定电力供应和高效运行[8] - 基于摩擦电和压电效应的传感器能检测眼球转动方向，但在精确识别转动角度方面存在局限性[8] - ET-TENG系统作为一种轻便、稳定且易于使用的自供电眼动追踪系统，解决了上述痛点[8][9]