Новые спортивные датчики могут помочь предотвратить неправомерные решения судей

Американское химическое общество, 14 марта 2023 г.

По мнению исследователей, эта работа также может проложить путь к изучению других применений наногенераторов в спорте.

If you tuned in to the latest Super Bowl, you saw firsthand the crucial role that a referee's decisions play in determining the outcome of the game. Slow-motion replays and close-watching eyes help, but a new sensor technology could soon provide a more reliable tool for officials. According to a recent study published in ACS Applied Nano Materials, researchers have created a hybrid nanogenerator sensor that is self-powered and could improve the accuracyHow close the measured value conforms to the correct value." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">точность звонков и повысить тренировочный процесс боксеров и игроков в крикет.

Широкая доступность датчиков и их возрастающая простота открыли новые возможности в мире спорта. Эти датчики могут предоставить судьям, тренерам и игрокам подробную информацию, но для того, чтобы это было практично, они должны быть компактными, автономными и экономичными.

Для этого хорошо подходят две технологии: трибоэлектрические наногенераторы (ТЭНГ) и пьезоэлектрические наногенераторы (ПЭНГ). Оба работают путем преобразования механической энергии в электрическую, хотя и по-разному.

Гибридный датчик с питанием от наногенератора, показанный над линейкой, может помочь улучшить производительность и игровой процесс в боксе и крикете. Фото: ACS Applied Nano Materials, 2023, DOI: 10.1021/acsanm.2c04731.

При объединении в один гибридный наногенератор их отдельные недостатки можно нивелировать, однако широкого практического применения эти устройства пока не нашли. Итак, Нишат Кумар Дас, Ом Прия Нанда и Сушми Бадхулика из Индийского технологического института хотели создать датчик с питанием от гибридного наногенератора, который можно было бы использовать для мониторинга реальных результатов в боксе и крикете.

Для производства своего датчика исследователи создали нановолокна из модифицированного литием оксида цинка и титана. Они были покрыты медью, специальной лентой и другими пленками с определенными характеристиками для создания ТЭН или ПЕНГ. PENG крепился к крикетной бите и пням калитки, которые использовались аналогично базам в американском бейсболе. Если шарик контактировал с датчиками, он создавал напряжение, которое можно было использовать для определения звонка.

При использовании во время тренировок он предоставлял данные, соответствующие точности и силе замаха, со временем отклика около 0,02 секунды. Затем они объединили этот ПЕНГ с ТЭНГ, чтобы создать гибридный наногенератор, четыре из которых затем были прикреплены к различным частям боксерской груши. Устройства различали шесть различных типов ударов, используемых в боксе, а также скорость каждого из них, предоставляя игроку и его тренеру информацию об их стиле. Исследователи говорят, что эта работа может проложить путь к изучению других применений наногенераторов в спорте.

Ссылка: «Пьезо/трибоэлектрический наногенератор из литий-модифицированных нановолокон оксида цинка и титана для мониторинга контакта в спорте», Нишат Кумар Дас, Ом Прия Нанда и Сушми Бадхулика, 2 февраля 2023 г., ACS Applied Nano Materials. DOI: 10.1021/acsanm.2c04731

Исследование финансировалось Организацией оборонных исследований и разработок (DRDO).