可穿戴設(shè)備和 物聯(lián)網(wǎng) 想要得到普及,電池是這其中必須要解決的問題。而現(xiàn)有電池和太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)都會(huì)受到場景的限制,運(yùn)動(dòng)能量收集則是一種靈活、廉價(jià)的解決方案。
運(yùn)動(dòng)能量收集的方案可以是一個(gè)一定重量的小裝置連接到彈簧。當(dāng)人開始運(yùn)動(dòng)時(shí),身上佩戴的能量收集器中的彈簧就會(huì)帶動(dòng)小裝置,在這一過程中壓電材料或者微電子機(jī)械系統(tǒng)會(huì)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。人體運(yùn)動(dòng)的幅度和頻率越大,那么產(chǎn)生的能量就越多。
比較容易理解的一點(diǎn)是,具備周期性的運(yùn)動(dòng)會(huì)比一般的活動(dòng)產(chǎn)生更多的能量。研究人員發(fā)現(xiàn)寫字和打開抽屜這樣的動(dòng)作大約能收集到10-30微瓦的能量;走路產(chǎn)生的可收集能量范圍在100-200微瓦;而當(dāng)你有意識(shí)地去搖一個(gè)物體,產(chǎn)生能量可以達(dá)到3000微瓦(3毫瓦)以上。
下表是人體在日?;顒?dòng)中產(chǎn)生的能量數(shù)據(jù),包括休息、走路、跑步和騎車。你可以發(fā)現(xiàn)激烈的周期性運(yùn)動(dòng)——走路和跑步能產(chǎn)生不少的能量。而騎車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),如果你將能量收集器的佩戴位置向下調(diào)(比如放到腳踝上),這其中產(chǎn)生的能量會(huì)更多。
總的來說,哥大的這項(xiàng)研究對(duì)運(yùn)動(dòng)能量收集設(shè)備的生產(chǎn)和使用有極大的指導(dǎo)意義。幾乎在他們的每個(gè)案例中,被試都能產(chǎn)生足夠的能量將數(shù)據(jù)流無線傳輸?shù)礁浇脑O(shè)備——比如通過 藍(lán)牙 將健康管理數(shù)據(jù)傳給手機(jī)。同時(shí),他們也發(fā)現(xiàn)一些物體,比如抽屜,書籍還有門因?yàn)槲樟巳说膭?dòng)能同樣也能收集到足夠的能量將連接到物聯(lián)網(wǎng)。
前一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)(相信目前應(yīng)該已經(jīng)有團(tuán)隊(duì)正在研發(fā))將會(huì)給Nike FuelBand和Fitbit這樣的設(shè)備帶來運(yùn)動(dòng)能量收集的功能,并有望讓設(shè)備擺脫充電問題;而后一項(xiàng)則會(huì)使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更大范圍的擴(kuò)張。