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苏州大学刘会聪教授精品综述——迈向自主 AIoT:智能自供能感知系统的关键进展与未来图景 MDPI AI Sensors

  苏州大学刘会聪教授精品综述——迈向自主 AIoT:智能自供能感知系统的关键进展与未来图景 MDPI AI Sensors。论文标题:A Review of Intelligent Self-Powered Sensing Systems Enabling Autonomous AIoT

   原文链接:https://doi.org/10.3390/aisens2010001

   期刊名:AI Sensors

   期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/aisens

   随着人工智能物联网(AIoT)深度赋能智能城市、智能工厂、可穿戴健康监测和具身智能等场景,感知节点的数量与复杂度都在快速增长。然而,制约其大规模部署的核心痛点,已不再局限于如何实现感知,而是如何保障海量分布式节点长周期、低维护甚至免维护的稳定运行。传统电池供电方案存在寿命短、维护成本高和环境负担重等问题,这使得自供能感知系统正成为下一阶段 AIoT 演进的必然趋势。

   来自苏州大学的刘会聪教授在国际学术期刊 AI Sensors 上发表综述,创新性地从能量—感知—计算协同设计的全局视角,系统梳理了智能自供能感知系统的关键技术脉络。重点总结了不同能量采集技术、自供能感知技术以及低功耗智能计算的最新进展,强调真正的自主 AIoT 节点,不是单一器件的突破,而是取能、感知与端侧智能计算三者的深度融合与协同升级。

   图1. 面向AIoT的智能自供能感知系统概述。

   在技术层面,文章将主流振动能量采集路线归纳为压电、电磁与摩擦电三大类,深入讨论了通过结构创新、频带拓展与多机制复合带来的性能提升。更重要的是,文章指出自供能系统并不再局限于为传感器供电,而是实现边取能、边监测的源感一体化,即将工业振动、人体运动、风能、海浪等环境能量采集过程中的电信号直接转化为传感信息,为工业设备状态监测、海洋环境观测、医疗健康与人机交互等场景,开辟低功耗、可持续的实现路径。

   本篇综述尤其值得关注的是,作者未将目光局限于如何提高能量采集上限,而是将低功耗智能计算深植于系统内核。作者指出,对于能量受限的节点,无线通信的功耗远大于本地计算。因此,自供能 AIoT 的架构必须经历从数据传输—云端计算,到边缘侧预处理,再到设备端本地推理与决策的演进过程。只有最大限度在端侧完成数据处理与特征提取,减少原始数据的无效传输耗能,系统才能真正迈向长期自治。

   图2. 边缘计算感知节点及算法优化方法。

   研究总结与未来图景

   本综述清晰勾勒出下一代自供能 AIoT 的发展蓝图:未来的传感节点将不再是电源 + 传感器 + 通信模块的简单物理拼装,而是能够从环境中自主取能、精准状态感知,并在有限功耗下做出本地智能决策的自主微系统。随着云—边—端协同架构、混合能量管理策略、事件驱动型近传感计算以及新型功能材料持续交叉融合,智能自供能感知系统有望成为构筑未来可持续 AIoT 网络的基石。

   期刊信息

   AI Sensors (ISSN 3042-5999) 是一个国际性开放获取期刊,致力于探讨和分享人工智能 (AI) 在传感技术领域的最新进展。随着边缘计算的兴起,新型传感器越来越多地部署于分布式环境中,方便数据处理与决策可在更接近数据源的地方实现。这一转变在人工智能与物联网 (AIoT) 的背景下尤为关键,人工智能与物联网的融合正推动着智能互联系统的发展。

   期刊主编:Chengkuo Lee, National University of Singapore, Singapore

   期刊主题涵盖:

  

•AI传感器与边缘计算

  

•AIoT感知技术

  

•边缘计算中的传感器融合

  

•边缘AI系统的安全与隐私

  

•AI增强的边缘传感器分析

  

•AI驱动的物联网网络优化

  

•低功耗AI感知

  

•分布式AI传感器等

  
来源:AI Sensors

苏州大学刘会聪教授精品综述——迈向自主 AIoT:智能自供能感知系统的关键进展与未来图景 MDPI AI Sensors

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