随着人工智能的迅猛发展，自供电人机交互系统因其可持续性、高灵敏度和稳定性而备受关注。眼球运动是人类表达意图的重要途径，尤其在协助肌萎缩侧索硬化等行动受限患者与外部世界交互方面具有巨大应用潜力。
然而，当前主流的眼动追踪技术存在明显瓶颈，例如，它们通常依赖外部电源，导致设备笨重且长时间佩戴易致疲劳、在黑暗环境中无法正常工作、在精确识别眼睛转动角度方面仍存在局限等。近年来，摩擦纳米发电机作为一种新兴的能量收集技术，为从人体自身活动（如眨眼）中获取能量并用于传感提供了新思路。
2026 年 1 月 7 日，青岛大学龙云泽团队与香港科技大学范智勇团队合作，在 Cell 子刊 Cell Reports Physical Science 杂志发表了题为 Self-powered eye-tracking system by harvesting the energy of blinking 的研究论文，为实现可持续、便携、全天候的眼动追踪提供了全新的解决方案，有望在未来拓展至航天、智能驾驶、智能轮椅等多个需要解放双手的领域。该研究也登上 Cell Press 官网头条。
https://www.cell.com/
研究团队提出了一种基于摩擦纳米发电机的自供电眼动追踪系统，该系统核心包括附着于眼球表面的仿隐形眼镜式摩擦层和位于眼镜框架上的衬底电极矩阵。当使用者眨眼时，眼睑与摩擦层发生摩擦，使摩擦层表面积聚大量负电荷。当眼球向不同方向转动时，这些静电荷通过静电感应，在对应的衬底电极上产生可测量的感应电信号。通过处理这些信号，系统能够实时判断眼球运动的方向，实现了对眼动轨迹与幅度的双重检测。
在活体兔子实验中，该系统展现出优异的性能。摩擦层在一次摩擦后，其表面电势在 600 秒后仍能维持在-0.62 kV，这为系统持续工作提供了稳定的自驱动能量来源。在检测精度方面，系统能够识别的最小眼球偏转角为 2°，并且在检测眼球运动方向时准确率高达 99%。
同时，研究人员还通过两个应用场景验证了系统的实用性。首先，他们其集成于智能轮椅控制系统，通过检测使用者眼球的上下左右运动，系统能准确控制轮椅的前进、转向和停止。其次，该系统与虚拟现实技术（VR）结合，实现了仅通过眼球左右移动即可切换 VR 显示内容，以及通过控制眼球偏转角度来精确移动屏幕上的光标，证明了该系统在辅助医疗和下一代人机交互界面中的应用潜力。
来源：Cell Reports Physical Science
https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.103026
总之，该研究成功开发并验证了一种创新的、完全自供电的眼动追踪系统，首次实现了对眨眼摩擦能量的收集与利用，并将其直接应用于高精度的眼球运动检测，系统突破了传统技术依赖外部电源、无法在暗环境工作以及设备笨重的瓶颈。同时，该系统具备高灵敏度、高准确性、出色的信号稳定性以及良好的佩戴舒适性与生物安全性。通过智能轮椅和 VR 交互的应用实例，证明了其在增强行动障碍患者自主性和推动新型自然人机交互方面的有效性与广阔前景。
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