近日，无人艇研究院李忠杰副研究员课题组、机电工程与自动化学院刘丽兰教授与计算机工程科学学院谢少荣教授合作在国际著名期刊《Advanced Science》（IF：15.1）上发表题为“Structure-crack Detection and Digital Twin Demonstration based on Triboelectric Nanogenerator for Intelligent Maintenance”的研究论文。

随着5G和信息技术的发展，社会逐渐进入物联网、大数据、人工智能时代。为了实现人、机、物的互联互通，传感器的数量呈现爆发式增长，它们具有分布广、功耗低等特点。然而，为了给大量的传感器供电，传统的能源（如化学电池）已经不能满足其需求。为了支持传感器网络的运行，如何高效、稳定地采集环境能量已成为一个热点研究课题。

基于悬臂结构的摩擦纳米能量收集装置具有效收集环境振动能量、易于与环境耦合和制造的优点，通常用于捕获风能、机械振动能和波浪能等。由于安装位置、地理环境等因素，构件的疲劳强度和性能随着运行时间的增加而不断下降，导致悬臂梁的应力过大区域出现裂纹。为了确保基于悬臂结构的能量采集装置能够捕获环境能量，为传感器网络持续供电，检测其损伤至关重要。文章提出了一种悬臂结构独立层式的摩擦纳米装置(CSF-TENG)，其可以捕获环境能量或传输传感信息。