IT之家 2024年11月06日
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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卡内基梅隆大学研发出名为'Power-over-Skin'的技术,利用人体产生的射频能量为可穿戴设备供电,有望彻底摆脱电池的限制。该技术通过佩戴接收器,无创获取人体产生的40MHz射频能量,为设备提供电力。研究人员已将其应用于蓝牙戒指、医疗贴片等设备,未来可应用于VR/AR头显等。这项技术可使可穿戴设备更轻薄、时尚,减少对电池和稀土矿物的依赖,为可穿戴设备的未来发展开辟了新的可能性,但设备功耗需相对较低,因为人体产生的能量有限。

🤔**利用人体射频能量供电:**卡内基梅隆大学开发的'Power-over-Skin'技术,能够利用人体产生的40MHz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,有望彻底摆脱电池的束缚。

🔋**接收器获取能量:**通过佩戴一个接收器,可以无创地获取人体产生的射频能量,为设备供电。接收器可以放置在身体的任何部位,甚至可以透过衣服工作。

💡**应用场景广泛:**该技术已应用于蓝牙戒指、医疗贴片、带有屏幕的防晒贴片等,未来可应用于VR/AR头显等更多新型可穿戴设备,为几乎任何可穿戴设备提供电力。

📉**功耗限制:**由于人体产生的能量有限,这项技术适用于功耗相对较低的设备,类似于机械手表利用手臂运动上紧发条的原理,但更加先进。

🧪**测试结果:**研究人员测试了不同发射器和接收器位置,发现距离越近,功率越高,平均功率最高可达1.53mW,最低为5.3μW,透过衣服传输会降低效率。

IT之家 11 月 6 日消息,卡内基梅隆大学的研究人员开发了一种名为“Power-over-Skin”的技术,能够利用人体产生的射频能量为可穿戴设备供电,有望彻底摆脱电池的束缚。

随着计算技术的进步,可穿戴电子设备变得越来越小巧,功能也越来越丰富。然而,供电问题仍然是一个挑战。虽然一些设备已经能够利用太阳能充电,但电池仍然是不可或缺的组件。

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,该技术能够利用人体产生的射频能量来为可穿戴设备供电。这种方法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 40 MHz 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,甚至可以透过衣服工作,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,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任何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。

虽然这项技术仍处于早期阶段,但其潜力巨大。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。

IT之家注意到,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 1.53 mW,最低功率为 5.3 μW。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,为未来更轻巧、更便捷的可穿戴设备开辟了新的可能性。

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