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 MEMS會hui議yi上shang展zhan出chu了le自zi己ji的de研yan究jiu成cheng果guo,並bing且qie證zheng明ming產chan生sheng的de電dian能neng可ke以yi為wei一yi些xie設she備bei來lai進jin行xing供gong電dian。通tong過guo將jiang這zhe個ge裝zhuang置zhi附fu著zhe到dao測ce試shi者zhe的de手shou臂bi和he喉hou嚨long處chu,通tong過guo握wo緊jin拳quan頭tou和he說shuo話hua分fen別bie可ke以yi產chan生sheng7.3v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
zhezhongwenshenhuizhanfuzainidepifushang,jiancehanyezhonghuaxuerusuanshuiping,ranhouliyongzhezhongrusuanzhizaoweixingranliaodianchi。dangwomenduanlianzhijingpilijiezhishi,jiroutongchanghuiyouzhuoshaoganjiao,zheyurusuanjileiyouguan。duiyujiroulaishuo,rusuanshiyizhongfeiwu,shixinchendaixiedeyigezhongdian。
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(sheng)70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。
wulunniqixingchehuoshizoulu,nichuhanyueduo,tineichanshengderusuanjiuyueduo,zheyiweizhedianchizhongkeyichucundedianliangjiuyueduo。xianzai,zhezhongzhinengwenshenzhinengchanshenghenshaodedianliang,danyanjiurenyuanxiwangzhezhongshengwuranliaodianchijianglaiyouyitiankechanshengzugoudianliang,weizhinengshoubiao、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。
把(ba)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)應(ying)用(yong)於(yu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)上(shang)的(de)一(yi)大(da)問(wen)題(ti)是(shi),設(she)備(bei)需(xu)要(yao)光(guang)照(zhao)才(cai)能(neng)發(fa)電(dian),一(yi)旦(dan)光(guang)線(xian)被(bei)遮(zhe)住(zhu),比(bi)如(ru)在(zai)袖(xiu)子(zi)下(xia)麵(mian),就(jiu)沒(mei)法(fa)產(chan)生(sheng)能(neng)量(liang)了(le)。不(bu)過(guo)從(cong)另(ling)一(yi)個(ge)角(jiao)度(du)看(kan),這(zhe)也(ye)讓(rang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)成(cheng)為(wei)智(zhi)能(neng)服(fu)裝(zhuang)的(de)一(yi)個(ge)好(hao)選(xuan)擇(ze),柔(rou)性(xing)電(dian)池(chi)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)縫(feng)進(jin)織(zhi)物(wu)中(zhong)去(qu)。
chuantongdetaiyangnengdianchishejizhenduideshitaiyangguang,yinweitaiyangguangdeqiangduyaoyuangaoyushineichangjianguangyuan。weijiejuezheyiwenti,yixiexincailiaozhengzaikaifachulai,nenggouzaishineifadian,xiaolvyedadatigao。
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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。
yadianshoujisuochanshengdenengliangxiangduijiaoshao,zheshitadeyingyongzhuyaoxianzhizaihaodianjiaoshaodeshebeiyijizongshichuyuyundongzhuangtaideshentibuwei。kexuejiazhengzaiyanfadejuhewuyadianxianweijuyourourentouqidetedian,keyizhiruzhiwudangzhong,yeyouhenguangfandeyingyongchangjing。

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、芯(xin)片(pian)和(he)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)。智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)的(de)成(cheng)功(gong)推(tui)動(dong)了(le)低(di)能(neng)耗(hao)高(gao)性(xing)能(neng)芯(xin)片(pian)的(de)發(fa)展(zhan)。可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)處(chu)理(li)器(qi)所(suo)需(xu)要(yao)計(ji)算(suan)能(neng)力(li)和(he)能(neng)量(liang)還(hai)更(geng)少(shao)。為(wei)應(ying)對(dui)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti),包(bao)括(kuo)Intel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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