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自供电能否解决可穿戴设备的续航问题?

时间:2024-05-22 19:04:58 科技赋能

相信大多数可穿戴设备的用户都不喜欢每隔几天给设备充电一次,并希望其电池寿命能够长久。

现在谁能帮他们实现愿望呢?当可穿戴技术公司的创始人、首席执行官或设计师被问及他们最想要什么技术时,他们的答案几乎总是与更好的电池技术有关。

每个人都清楚,电池是一个大问题。

运动追踪设备、智能手表、智能珠宝等可穿戴产品没有太多空间容纳大容量电池。

面对这个问题,业界有各种各样的想法,从创造不需要电池的设备(例如Tago Arc E Ink智能手环)到太阳能供电的可穿戴设备,例如Misfit Swarovski Shine。

但真正的圣杯是创造自供电可穿戴设备,即从人们的运动、热量或汗水中获取能量并且根本不需要充电的可穿戴技术。

问题的麻烦之处在于,常见的替代能源供应方式都比较庞大、昂贵,并且功率密度不合适。

然而,不久之后,可穿戴设备的早期采用者就会厌倦每天为设备充电。

Jawbone 和 Misfit 等公司的产品可提供长达六个月的电池寿命,但他们必须在设计上做出妥协——通常没有显示屏。

Misfit首席执行官、电化学专家Sonny Vu很好地概述了行业现状。

“电源可能是可穿戴和其他连接设备行业中最大的工程挑战。

它必须得到解决。

因此,我们(Misfit)无论开发什么,都会充分考虑电源管理问题。

我们非常重视能源管理问题。

我只是认为人们不会喜欢时不时地给他们的设备充电。

”这是业内人士的梦想:活动跟踪设备、手表和智能珠宝结构紧凑,能耗低,能够自行产生和存储能量,或者由智能服装产生。

和储存的能量。

两种明显的能源是动能和体热,业界正在积极探索这两种能源的利用。

因此,一家初创公司在知名众筹平台上声称要开发一款利用动能的液晶屏可穿戴设备也就不足为奇了。

例如,Element1智能手表声称根本不需要充电。

不过,声称生产该产品的佛罗里达州公司并未在众筹网站Indiegogo上提供其项目的具体技术说明。

最终,它只筹集到1美元,距离125,000美元的目标相去甚远。

不可否认,这个想法很有吸引力。

但如果没有令人信服的证据,没有多少人愿意支持一家声称能解决问题的公司。

当未能达到融资目标时,该团队更新了该项目的页面,称:“我们的团队为这个项目投入了大量的精力和精力。

遗憾的是,我们没有带来这个概念验证和系列生产的启动。

” 。

但我们仍然相信我们的产品 Element1,我们很快就会启动一个新的资助项目。

”此外,目前还有许多学生设计概念及其用途和影响,这是 Naomi Kizhner 去年在耶路撒冷哈达萨学院毕业设计的主题。

用于从人的眨眼、血流甚至大脑突触脉冲中收集能量的智能珠宝产品基什内尔指出,该系统将身体用作“容器”,并表示“我不知道我们是否准备好了。

当然,这只是理论,但值得思考。

许多国家的大学和研究机构都在进行大量研究。

一些初创公司,例如制造可拉伸电容传感器的 StretchSense,以及德国马克斯·普朗克研究所的科学家等研究团队表示,他们正在开发利用动能运行的设备,但目前还没有任何成果。

智能织物也是一个更令人担忧的领域。

例如,中国科学院的一个团队开发了一种可以编织成织物的太阳能电池。

但这不是自供电的,它是由太阳能供电的。

更有希望的是,韩国成均馆大学先进材料科学与工程学院的研究人员正在开发一种纳米尺寸的装置,该装置可以利用织物机械应力(即扭曲和拉伸)产生的电荷产生能量。

发电机。

Sang-Woo Kim教授表示:“摩擦发电是最有前途的新能源发电方法之一,具有非常高的输出电压和效率、低成本、简单的结构设计和制造,并且非常坚固。

”而且,它是完全有弹性的,佩戴时不会对身体造成伤害。

预计它将为智能手表等可穿戴设备提供动力。

对于自供电可穿戴设备行业来说,最令人兴奋的消息是弗吉尼亚大学的一个团队最近推出了一款令人惊叹的新型微芯片。

该芯片可以结合多种来源产生的能量,包括身体动能、身体热量和阳光。

这款低功耗微芯片是与北卡罗来纳州立大学合作开发的 ASSIST 纳米技术合作项目的一部分。

它旨在为用于数字健康的可穿戴传感器提供动力,例如检测可能引发儿童哮喘发作的物理和环境因素的传感器。

检测到的数据可以发送到连接的智能手机。

ASSIST 还计划扩大此类传感器的使用范围,以监测血压、生化指标和哮喘。

该团队目前面临的最大问题是确保微芯片能够适应佩戴者的身体动能、体温和一天中不同时间的可用阳光产生的不同能量。

“我们计划继续扩展该平台以支持更多传感模式,”ASSIST 电气工程副教授兼运营总监 Ben Calhoun 说。

“我们希望我们的芯片能够实现利用自供电硬件的新无线传感模式。

” “微芯片、智能织物、人力可穿戴设备、太阳能智能珠宝……自供电可穿戴设备的未来看起来很光明,但也很复杂。

用于医疗保健的 SMD 传感器预计将首先受益,而普通可穿戴设备设备用户短期内将不得不使用充电底座。