【為什麼我們要挑選這篇文章】隨著穿戴式裝置的發展,人身上的電子設備將會愈來愈多,替這些設備換電池或充電,將是一項苦差事。近日,新加坡研究團隊研發一種發射器與接收器晶片,發射器能安裝在具備電池的設備上,可以透過人體,將電能傳輸到接收器,讓接收器的設備獲得電能。

雖然很方便,但透過人體傳輸電能的作法可能會讓人覺得渾身不對勁。你敢用嗎?(責任編輯:郭家宏)

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作者:量子位

可穿戴設備越來越多,充電也越來越麻煩。

有沒有好的解決辦法呢?

或許,你看過駭客任務……

機智的你,一拍腦袋:用人體?

Emmmm,方向差不多對了!

新加坡國立大學成功地演示了一項利用人體作為媒介來為可穿戴設備充電的技術。

對,只需身上的一個例如手機的電子設備,就能透過身體,為你的任何可穿戴設備無線充電!

該研究已發表在 Nature 子刊( Nature Electronics ),這也是現有的此類可穿戴設備研究的第一個成果。

透過人體,1 個電源可為 10 個穿戴設備供電

正如你所看到的,研究人員右手腕電子手錶的下邊是一個發射器 (transmitter),左手腕的則是接收器 (receiver)。

裡面各自含有一張晶片:

這就是這個系統的組成。

發射器可以放在手機、電子手錶或者其他電子設備附近,多個接收器可以放置在人體的任何位置。

然後,該系統就利用電源的電量,透過一個體耦合 (body-coupled )電力傳輸的過程為人身上多個可穿戴設備無線供電。

(P.S. 體耦合是一種通信技術,將患者的皮膚作為一種波導無線交流方式)

下圖為系統示意圖,就是一個整合電路:

該電路透過適應發射器和接收器處,皮膚與電極接口寄生阻抗的變化來提高回收功率電平(recovered power level)。

為了使發射器的輸出功率最大化,需進行動態阻抗匹配。

在接收端,為進一步增強回收功率、將電力覆蓋範圍擴大到全身,提出了阻抗失諧放大器(detuned impedance booster,DIB)和體適應整流器(bulk adaptation rectifier,BAR)。

此外,為了在負載變化的情況下保證最大的功率削減,還提出了雙模升降壓換流器(DM-BBC)。

實驗表明,透過該系統,一個充滿電的電源可為人身上多達 10 個可穿戴設備供電,持續時間超過 10 小時。

另外,還可以從周邊環境中獲取電能。

因為典型的辦公室和家庭環境中(例如運行中的筆記本電腦),都存在寄生電磁波(parasitic electromagnetic,EM)。

利用該系統的接收器收集這些電磁波,也可以達到透過人體為設備充電的功能。

穿戴裝置可因此技術而省去電池,讓體積更小

要說這種利用人體給可穿戴設備無線充電最大的好處,研究人員表示:

電池作為可穿戴設備不可或缺的組件之一,不僅貴,還占體積。

他們這獨特的系統未來有可能省去電池,從而使製造商能夠在降低生產成本的同時把可穿戴設備做的更小。

而且如果真的沒有了電池的限制,下一代可以穿戴設備可能就要來了。

最後該團隊表示,將繼續提高其收發系統的供電效率,希望未來任何給定的電力傳輸設備,都能滿足所有可穿戴設備的電力需求。

而網友們看到這項研究後,必然吐槽:這離人類被當作電池又進一步了!駭客任務要來了!

不過還是有不少人認真討論:

「發射器和接收器會不會在體外形成電場,從而影響別的東西?」

「如果不穿絶緣鞋的話,怎麼確保電流不接地呢?」

對此,有人給出了回答:不會接地的。因為在這個直流電路的系統中,電流隨電壓差流動,而電壓差就在你身體裡,地面在此時就不是什麼特殊的導體了。

而要問大家願不願意利用自己的身體給設備充電,不少人紛紛表示:

「這不是啥好消息。」

「不,謝了。」

而你,又是否願意呢?

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參考資料

Samsung Newsroom》、《Reddit

(本文經 AI 新媒體量子位 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為〈用身体给可穿戴设备充电,网友:离人类被当作电池更近一步!〉。首圖來源:NUS News

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