Вашему следующему носимому устройству, возможно, больше не понадобятся батареи

Сегодня, с бурным развитием различных передовых технологий быстрой зарядки, «беспокойство о батарее» по-прежнему остается резонансной темой.

Несмотря на то, что на рынке постоянно появляются новые аккумуляторы с высокой плотностью энергии и легким весом, по-прежнему трудно устоять перед неоспоримым фактом: скорость итерации цифровых продуктов становится все быстрее, их производительность становится все выше, и ее становится все больше. и труднее «кормить». Потребность современного человечества в электроэнергии превзошла воображение.

Разработка и производство микропроцессоров достигли своего пика, и AirPods от Apple — типичный представитель этой вершины миниатюризации. Он оснащен сложным аудиопроцессором, работающим в реальном времени, поддерживает беспроводную потоковую передачу и может работать несколько часов без подзарядки.

Однако даже для такого маленького электронного устройства «батарея» на самом деле является самым крупным компонентом внутри него. Будь то с точки зрения физического дизайна или пользовательского опыта, это катастрофа дизайна, которую нельзя игнорировать.

Теперь появление технологии « кожной зарядки », вероятно, полностью решит проблему «беспокойства о батарее» и оставит в прошлом все неловкие ситуации, вызванные «низким зарядом батареи».

Энди Конг, Дэхва Ким и Крис Харрисон из Университета Карнеги-Меллон разработали технологию под названием « Власть над кожей », которая использует радиочастотную энергию (RF, Radio Frequency) внутри человеческого тела для лечения всего тела. устройства.

Это позволяет одному носимому передатчику питать несколько небольших носимых устройств без батарей. Эти устройства можно размещать в разных частях тела, например, в кольцах, серьгах, очках дополненной реальности (AR) и т. д., и они могут проводить электричество через тело человека без прямого контакта или проводного соединения.

С точки зрения непрофессионала, человеческое тело можно смоделировать как сложную RC-цепь, а технология «Power-over-Skin» использует человеческое тело в качестве проводящей среды, используя емкость человеческого тела для проведения высокочастотных волн переменного тока (радио частоты) на поверхности кожи.

Технология обеспечивает передачу энергии на большие расстояния от головы до ног и была проверена в ходе серии экспериментов и исследований, включая дальность передачи, передачу через одежду, а также эксперименты по совместимости и исследовательскую деятельность между одним передатчиком и несколькими приемниками.

Для облегчения понимания принципа приведем простой пример:

Допустим, вы устраиваете вечеринку в одной комнате ( блок питания ), но вам нужно воспроизвести музыку в другой комнате ( ваше устройство, например, наушники и т. д. ). Чтобы музыка играла, нужно перенести колонки ( энергии ) из силовой комнаты в комнату, где играет музыка.

В технологии «Power-over-Skin» мы не перемещаем динамик напрямую, а используем специальный метод передачи музыки: мы можем воспроизводить музыку через огромный динамик ( радиочастотный передатчик ), который может передавать музыку Вибрация ( энергия ) передается через воздух ( тело человека ) в другое помещение.

Ключевым моментом является то, что нам не нужно делать дыры ( физические соединения ) между комнатами, а также нам не нужны провода для передачи музыки. Вместо этого мы просто используем саму комнату ( человеческое тело ) для передачи вибраций ( энергии ) музыки.

В процессе технической проверки исследователи использовали технологию Power-over-Skin для управления небольшим калькулятором.

и большое устройство XR.

Очевидно, что эта технология может освободить носимые электронные устройства от ограничений традиционных источников питания, сделав их легче и удобнее.

Прежде чем выбрать радиочастотную технологию в качестве направления развития, исследователи из Университета Карнеги-Меллона также испробовали множество возможностей, включая сбор механической энергии, беспроводной сбор энергии и технологию беспроводной передачи энергии. Однако эти методы имеют свои ограничения, такие как непоследовательность в сборе энергии и неэффективность беспроводной передачи энергии.

Фактически, задолго до появления технологии «Power-over-Skin» многие отечественные и зарубежные исследовательские группы изучали возможность использования других технологий «зарядки кожи».

Исследовательская группа Калифорнийского технологического института разработала электронную кожу, которая собирает энергию из пота через биотопливный элемент. Однако, хотя источником питания этого устройства действительно является «кожа», полностью от оков аккумуляторов оно не избавляется. Несмотря на то, что здесь используется высокоэффективный биотопливный элемент на молочной кислоте (BFC).

Исследовательская группа из Харбинского технологического института разработала «Гибкий термоэлектрический генератор» (FTEG). Это устройство может преобразовывать тепло, излучаемое кожей человека, а именно температуру тела , в электрическую энергию и питать светодиодные фонари в режиме реального времени. Эта технология не требует дополнительных батарей и действительно питается от кожи.

В настоящее время технологию «скин-зарядки» по-прежнему трудно применять в реальных продуктах в больших масштабах. На примере «Власти над кожей» основные проблемы заключаются в следующем:

• При больших расстояниях передачи и сложных положениях тела, особенно для устройств, требующих непрерывного питания, мощность источника питания относительно ограничена;
• На него могут влиять другие электромагнитные помехи в окружающей среде, что может привести к нестабильной мощности передачи при сосуществовании нескольких устройств;
• Кожная аллергия и проблемы со здоровьем, которые могут возникнуть из-за частого контакта электродов с кожей.

Специалисты по исследованиям и разработкам, ответственные за технологию «Power-over-Skin», отметили, что основными показателями производительности в текущем процессе разработки являются максимизация мощности приемника и повышение эффективности передачи энергии для управления большим количеством типов носимых устройств для более широкого применения. . Конец использования.

Технология «Power-over-Skin» демонстрирует потенциал использования человеческого тела в качестве источника энергии. Это показывает, что в будущем эта технология может помочь сделать новые поколения портативных интеллектуальных устройств, включая устройства для мониторинга здоровья, фитнес-трекеры и даже медицинское оборудование, такое как современные протезы, легкими и удобными, что значительно улучшит удобство использования.

Мы с нетерпением ожидаем, что технология «кожной зарядки» будет как можно скорее применена к более широко используемым электронным продуктам, таким как мобильные телефоны. Решение проблемы «беспокойства о батарее» не за горами.

# Добро пожаловать на официальную общедоступную учетную запись WeChat aifaner: aifaner (идентификатор WeChat: ifanr). Более интересный контент будет предоставлен вам как можно скорее.

Ай Фанер | Исходная ссылка · Посмотреть комментарии · Sina Weibo