近日，北京理工大学集成电路与电子学院司黎明教授课题组在语音控制可重构智能超表面方面取得重要进展。该技术将语音识别、视觉感知、无线输能、信息通信与智能超表面深度融合，实现了通过自然语音指令实时为指定目标设备无线供能与数据通信，有望让人们摆脱对手机、无人机、植入式医疗器件等电子设备的续航担忧，远离充电焦虑。该成果以“Speech-Controlled Reconfigurable Intelligent Metasurface for Real-Time Wireless Power Transfer and Communication”为题，发表在Science合作期刊《Research》（中科院一区Top期刊）上。
图1. 语音控制智能超表面实时通感能一体化系统框图
在日常生活中，电子设备，尤其是无线设备，常令用户产生电量不足的担忧。而该语音控制智能超表面，具备无需插线、无需停机，只需一句话，设备便能实现无线“空中续航”功能。通过构建“语音指令—感知定位—相位计算—波束赋形”的自适应闭环，赋予智能超表面“语音+视觉”的多模态感知与主动智能，将传统语音控制领域的“通话耗电”模式，升级为“通话充电”新模式，真正做到随时随地供能与通信。实验验证了一款工作在5.8GHz WIFI频段的语音控制智能超表面系统，能够对固定及移动多目标实现无线供能，接收端射频功率超过25dBm。结果表明，该系统能给目标设备稳定输出大于4.5伏的电能，满足手机、无人机、植入式医疗器件、物联网传感器、可穿戴设备、智能终端等提供无线能量需求。该技术融合了物质、能量与信息的高效协同传递，不仅解决了电子设备续航难题，还可同步完成高清视频等大容量数据传输，展现出通感能一体化协同能力。
图2. 语音控制智能超表面实时无线能量传输与视频信号传输实验
论文第一完成单位为北京理工大学，第一作者为博士研究生董琳，第一通讯作者为司黎明教授，第二通讯作者为上海交通大学朱卫仁长聘副教授。北京理工大学刘跃泽博士生，沈琦涛博士生、汤鹏程博士生、吴根昊博士生、牛荣博士生，上海交通大学武庆庆长轨副教授为论文共同作者。此项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金-海淀原始创新联合基金、河北省自然科学基金、上海市自然科学基金、毫米波国家重点实验室开放基金以及高等学校学科科研创新引智计划项目等的支持。
文章信息：Lin Dong, Liming Si*, Yueze Liu, Qitao Shen, Pengcheng Tang, Genghao Wu, Rong Niu, Qingqing Wu, Weiren Zhu*, “Speech-Controlled Reconffgurable Intelligent Metasurface for RealTime Wireless Power Transfer and Communication”, Research, vol. 8, pp: 0831, 2025.
论文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0831
