你想不到的可穿戴續航妙招,"致命傷"可痊愈
發布時間:2015-02-09 責任編輯:sherryyu
【導讀】可穿戴設備現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)熱(re)門(men)的(de)科(ke)技(ji)產(chan)品(pin),但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)這(zhe)類(lei)產(chan)品(pin)的(de)續(xu)航(hang)問(wen)題(ti),也(ye)成(cheng)為(wei)了(le)許(xu)多(duo)科(ke)學(xue)家(jia)及(ji)廠(chang)商(shang)們(men)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)難(nan)題(ti)。本(ben)文(wen)就(jiu)盤(pan)點(dian)了(le)哪(na)些(xie)你(ni)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)續(xu)航(hang)妙(miao)招(zhao)。
1.摩擦靜電轉化成可用能源
最zui近jin,來lai自zi新xin加jia坡po國guo立li大da學xue的de一yi個ge科ke研yan小xiao組zu開kai發fa出chu了le一yi種zhong柔rou性xing小xiao體ti積ji的de裝zhuang置zhi,可ke以yi將jiang摩mo擦ca產chan生sheng的de靜jing電dian轉zhuan化hua成cheng可ke用yong的de能neng源yuan。這zhe個ge設she備bei一yi段duan接jie觸chu到dao皮pi膚fu表biao麵mian,而er另ling一yi端duan則ze在zai下xia麵mian覆fu蓋gai了le一yi層ceng金jin矽gui薄bo膜mo。同tong時shi這zhe種zhong裝zhuang置zhi的de兩liang端duan則ze分fen別bie有you柱zhu狀zhuang的de矽gui橡xiang膠jiao,這zhe種zhong支zhi柱zhu設she計ji可ke以yi帶dai來lai更geng大da的de電dian量liang輸shu出chu,同tong時shi允yun許xu更geng大da的de麵mian積ji與yu皮pi膚fu接jie觸chu。

可穿戴設備供電
這個研究小組在2015年的IEEE MEMShuiyishangzhanchulezijideyanjiuchengguo,bingqiezhengmingchanshengdediannengkeyiweiyixieshebeilaijinxinggongdian。tongguojiangzhegezhuangzhifuzhedaoceshizhedeshoubihehoulongchu,tongguowojinquantouheshuohuafenbiekeyichansheng7.3v和7.5v的電壓。如果不斷磨擦手紙,最高可以產生90v的電壓,可以直接用來點亮LED光源。這個團隊計劃未來開發出體積更大的電池,這樣就可以更加充分的利用人體皮膚摩擦帶來的電能。
其實除了這種摩擦供電的電池之外,其實之前世界上還出現了許多其它形式的研究。比如一種新型紋身可以將人類的汗水轉化成電力、或者通過特殊的耳機將我們的下巴變成“發電機”。看來,解決未來可穿戴設備的供電問題,似乎還有許多另類的途徑。
2.新型紋身:汗水轉化成電力
8月16日,美國加州大學聖迭戈分校研究人員約瑟夫·王(Joseph Wang)發明一種臨時智能紋身,可通過汗液發電,將來有一天為手機和其他可穿戴設備提供電力。

智能紋身供電
這zhe種zhong紋wen身shen會hui粘zhan附fu在zai你ni的de皮pi膚fu上shang,檢jian測ce汗han液ye中zhong化hua學xue乳ru酸suan水shui平ping,然ran後hou利li用yong這zhe種zhong乳ru酸suan製zhi造zao微wei型xing燃ran料liao電dian池chi。當dang我wo們men鍛duan煉lian至zhi精jing疲pi力li竭jie之zhi時shi,肌ji肉rou通tong常chang會hui有you灼zhuo燒shao感gan覺jiao,這zhe與yu乳ru酸suan積ji累lei有you關guan。對dui於yu肌ji肉rou來lai說shuo,乳ru酸suan是shi一yi種zhong廢fei物wu,是shi新xin陳chen代dai謝xie的de一yi個ge終zhong點dian。
運yun動dong生sheng理li學xue家jia已yi經jing可ke以yi檢jian測ce人ren體ti肌ji肉rou或huo血xue液ye中zhong所suo含han乳ru酸suan水shui平ping。當dang乳ru酸suan從cong汗han液ye中zhong釋shi放fang出chu來lai後hou,新xin的de傳chuan感gan技ji術shu誕dan生sheng了le。王wang發fa明ming的de智zhi能neng紋wen身shen中zhong有you一yi個ge傳chuan感gan器qi,可ke吸xi引yin乳ru酸suan中zhong的de電dian子zi,乳ru酸suan可ke以yi產chan生sheng電dian流liu。王wang估gu計ji,每mei平ping方fang厘li米mi皮pi膚fu可ke產chan生sheng70微瓦電量。研究人員向乳酸傳感器中增加電池,以捕捉和儲存電流,從而形成所謂的生物燃料電池。
無(wu)論(lun)你(ni)其(qi)行(xing)車(che)或(huo)是(shi)走(zou)路(lu),你(ni)出(chu)汗(han)越(yue)多(duo),體(ti)內(nei)產(chan)生(sheng)的(de)乳(ru)酸(suan)就(jiu)越(yue)多(duo),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)電(dian)池(chi)中(zhong)可(ke)以(yi)儲(chu)存(cun)的(de)電(dian)量(liang)就(jiu)越(yue)多(duo)。現(xian)在(zai),這(zhe)種(zhong)智(zhi)能(neng)紋(wen)身(shen)隻(zhi)能(neng)產(chan)生(sheng)很(hen)少(shao)的(de)電(dian)量(liang),但(dan)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)希(xi)望(wang)這(zhe)種(zhong)生(sheng)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)將(jiang)來(lai)有(you)一(yi)天(tian)可(ke)產(chan)生(sheng)足(zu)夠(gou)電(dian)量(liang),為(wei)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)、心率監控器或智能手機供電。
摩托羅拉也曾創造一種臨時紋身,可以由於為手機解鎖。也許你下一個手機必備配件,可能隻需要身體上的一小塊墨跡了。
3.太陽能電池
太陽能電池不是隻有發電場、路燈這些大型應用,我們將看到微型版本的太陽能電池為可穿戴設備提供足夠的能量。不需要電池的太陽能手表已經存在很多年了,Energy BioNIcs最近開發的一款太陽能手表不僅可以滿足自身需求,還可以為其它設備供電。
bataiyangnengdianchiyingyongyukechuandaishebeishangdeyidawentishi,shebeixuyaoguangzhaocainengfadian,yidanguangxianbeizhezhu,biruzaixiuzixiamian,jiumeifachanshengnengliangle。buguoconglingyigejiaodukan,zheyerangtaiyangnengdianchichengweizhinengfuzhuangdeyigehaoxuanze,rouxingdianchishenzhikeyizhijiefengjinzhiwuzhongqu。
傳chuan統tong的de太tai陽yang能neng電dian池chi設she計ji針zhen對dui的de是shi太tai陽yang光guang,因yin為wei太tai陽yang光guang的de強qiang度du要yao遠yuan高gao於yu室shi內nei常chang見jian光guang源yuan。為wei解jie決jue這zhe一yi問wen題ti,一yi些xie新xin材cai料liao正zheng在zai開kai發fa出chu來lai,能neng夠gou在zai室shi內nei發fa電dian,效xiao率lv也ye大da大da提ti高gao。
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4.熱電收集
熱電收集是把熱能轉換為電能,使用的物理原理叫塞貝克效應。珀耳帖元件加上一對特定的半導體,隻要出現溫差就會產生電流。
對可穿戴設備來說,不斷散發熱量的人體可以作為熱的一端,環境則成為冷的一端。產生能量的多少取決於高低溫度之間的Δ值zhi。珀po耳er帖tie元yuan件jian可ke以yi收shou集ji很hen多duo能neng量liang,因yin而er對dui緊jin貼tie皮pi膚fu,能neng量liang需xu求qiu又you高gao的de設she備bei來lai說shuo很hen有you潛qian力li。熱re電dian回hui收shou的de一yi大da優you勢shi是shi能neng量liang源yuan源yuan不bu斷duan,不bu管guan是shi室shi內nei還hai是shi室shi外wai,白bai天tian還hai是shi黑hei夜ye都dou能neng利li用yong。
5.壓電收集
壓(ya)電(dian)收(shou)集(ji)把(ba)機(ji)械(xie)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)能(neng)。在(zai)壓(ya)電(dian)元(yuan)件(jian)中(zhong),由(you)於(yu)壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying),隻(zhi)要(yao)元(yuan)件(jian)受(shou)到(dao)機(ji)械(xie)力(li)操(cao)縱(zong)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)的(de)電(dian)流(liu)。在(zai)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)上(shang)的(de)應(ying)用(yong),壓(ya)電(dian)元(yuan)件(jian)的(de)設(she)計(ji)通(tong)常(chang)是(shi)靠(kao)行(xing)走(zou)、呼吸或手的運動所帶來的振動進行發電。
壓ya電dian收shou集ji所suo產chan生sheng的de能neng量liang相xiang對dui較jiao少shao,這zhe使shi它ta的de應ying用yong主zhu要yao限xian製zhi在zai耗hao電dian較jiao少shao的de設she備bei以yi及ji總zong是shi處chu於yu運yun動dong狀zhuang態tai的de身shen體ti部bu位wei。科ke學xue家jia正zheng在zai研yan發fa的de聚ju合he物wu壓ya電dian纖xian維wei具ju有you柔rou韌ren透tou氣qi的de特te點dian,可ke以yi置zhi入ru織zhi物wu當dang中zhong,也ye有you很hen廣guang泛fan的de應ying用yong場chang景jing。

可穿戴續航妙招
6.優化可穿戴設備的電量存儲和消耗
想(xiang)要(yao)讓(rang)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)徹(che)底(di)不(bu)用(yong)充(chong)電(dian),能(neng)量(liang)收(shou)集(ji)隻(zhi)是(shi)一(yi)方(fang)麵(mian)。能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)是(shi)另(ling)一(yi)個(ge)有(you)很(hen)大(da)提(ti)升(sheng)空(kong)間(jian)的(de)方(fang)麵(mian)。這(zhe)方(fang)麵(mian)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)石(shi)墨(mo)烯(xi)潛(qian)力(li)巨(ju)大(da)。神(shen)奇(qi)材(cai)料(liao)石(shi)墨(mo)烯(xi)可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)改(gai)善(shan)電(dian)池(chi)和(he)電(dian)容(rong)的(de)效(xiao)率(lv),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)。而(er)結(jie)構(gou)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)以(yi)把(ba)可(ke)穿(chuan)戴(dai)組(zu)件(jian)變(bian)成(cheng)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)器(qi),從(cong)而(er)不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)空(kong)間(jian)來(lai)安(an)放(fang)電(dian)池(chi)。
另一個讓可穿戴設備提高續航甚至完全不用充電的方法是大幅減少傳感器、xinpianhetongxinxitongdenengliangxiaohao。zhinengshoujidechenggongtuidongledinenghaogaoxingnengxinpiandefazhan。kechuandaishebeidechuliqisuoxuyaojisuannenglihenenglianghaigengshao。weiyingduizheyiwenti,baokuoIntel在內的芯片大廠正通過把處理器、內存和通信模塊整合到單一芯片中去,從而減少常見的一些能量損失。
選擇最高效的連網技術對減少能量消耗也有很大幫助。展望未來,越來越多的傳感器和設備佩戴在身體的不同部分,使得名為“身體區網絡”的高效通信方式在節省能量方麵潛力巨大。諸如EnOcean等公司開發了優化過的協議,使用相對IPv6更短的數據電報,從而讓同等量級的信息傳輸所消耗的能量顯著降低。
所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)方(fang)麵(mian)的(de)改(gai)進(jin)都(dou)在(zai)推(tui)動(dong)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)步(bu)入(ru)一(yi)個(ge)不(bu)用(yong)充(chong)電(dian)的(de)時(shi)代(dai),同(tong)時(shi)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)性(xing)能(neng)表(biao)現(xian)。加(jia)上(shang)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)等(deng)技(ji)術(shu),消(xiao)費(fei)者(zhe)可(ke)能(neng)很(hen)快(kuai)就(jiu)會(hui)看(kan)到(dao)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)的(de)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng),而(er)這(zhe)也(ye)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)把(ba)可(ke)穿(chuan)戴(dai)推(tui)向(xiang)更(geng)廣(guang)泛(fan)的(de)市(shi)場(chang)。
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