卡内基梅隆大学研发出皮肤供电技术,可穿戴设备将无需电池

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卡内基梅隆大学的研究团队开发了一项名为“Power-over-Skin”的创新技术,该技术能利用人体产生的射频能量为可穿戴设备供电,从而有望摆脱电池的束缚。

随着科技的进步,可穿戴设备日益小型化,功能也愈加丰富。然而,供电问题一直是这一领域的一大挑战。尽管一些设备已经实现了太阳能充电,但电池依然是必不可少的组成部分。

卡内基梅隆大学未来界面小组的研究人员提出了一种名为“Power-over-Skin”的解决方案。这项技术利用人体产生的射频能量为可穿戴设备供电,无需接触除皮肤以外的任何物体,有潜力彻底消除对电池的依赖。

研究人员发现,人体能够高效地产生40MHz的射频能量。通过佩戴一个“接收器”,可以无创地获取这种能量,为设备供电。研究人员主要致力于优化这些接收器的尺寸、重量、形状和功率效率。接收器可以放置在身体的任何部位,并且由于其电容性,甚至可以透过衣物工作,理论上可以集成到智能手机中。

研究人员已经使用多种设备展示了该技术的应用,包括带有操纵杆的蓝牙戒指、记录用户健康数据的医疗贴片、带有屏幕的防晒贴片等。未来,该技术还可以应用于VR/AR头显和其他新型可穿戴设备。由于人体能够持续产生能量,人们可以同时佩戴多个设备,而无需担心电池电量。

这项技术可以为几乎所有可穿戴设备提供电力,从而消除对电池的需求,减轻设备重量并减小体积。这将使可穿戴设备制造商能够创造出更轻薄、更时尚的无电池设备,同时减少对稀土矿物的依赖。

尽管这项技术仍处于初级阶段,但其潜力巨大。它可以为各种可穿戴设备供电,从简单的手表到复杂的健身追踪器和医疗设备。唯一的限制是设备的功耗必须相对较低,因为人体产生的能量有限。

研究人员将这项技术与机械手表中的自动上链机制进行了比较。机械手表利用手臂运动来上紧发条,但后来被更准确、更便宜的石英手表所取代。而“Power-over-Skin”技术则是一种更先进的利用人体能量的方法。

图灵汇注意到,研究人员测试了四种发射器位置:右脚底、腹部、左腕和脸部(可能适用于AR/VR头显)。每种发射器都有六个接收器位置:右脚踝、颈后、胸骨、左右肱二头肌和左食指,这些位置通常是可穿戴设备的佩戴位置。测试结果显示,发射器和接收器距离最短的设备的平均功率最高,为1.53mW,最低功率为5.3μW。虽然可以透过衣服传输,但效率会降低。

这项研究为无电池可穿戴设备的未来奠定了基础,证明了利用人体产生的射频能量为设备供电的可行性,为未来更轻便、更便捷的可穿戴设备开辟了新的可能性。

本文来源: 图灵汇 文章作者: 飞机网
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