Ihr nächstes tragbares Gerät benötigt möglicherweise keine Batterien mehr

Angesichts der rasanten Entwicklung verschiedener fortschrittlicher Schnellladetechnologien ist „Batterieangst“ auch heute noch ein wichtiges Thema.

Auch wenn ständig neue Batterien mit hoher Energiedichte und geringem Gewicht auf den Markt kommen, kann man sich immer noch einer unbestreitbaren Tatsache entziehen: Die Iterationsgeschwindigkeit digitaler Produkte wird immer schneller, ihre Leistung wird stärker und es wird immer mehr und schwieriger zu „füttern“. Der Strombedarf der heutigen Menschheit übersteigt die Vorstellungskraft.

Das Design und die Herstellung von Mikroprozessoren haben ihren Höhepunkt erreicht und die AirPods von Apple sind ein typischer Vertreter dieses Höhepunkts der Miniaturisierung. Es verfügt über einen hochentwickelten Echtzeit-Audioprozessor, bietet drahtlose Streaming-Konnektivität und kann mit einer einzigen Ladung stundenlang durchhalten.

Doch selbst bei einem so kleinen elektronischen Gerät ist die „Batterie“ tatsächlich die größte Komponente im Inneren. Ob aus Sicht des physischen Designs oder der Benutzererfahrung, dies ist eine Designkatastrophe, die nicht ignoriert werden kann.

Nun wird die Einführung der „ Skin-Charging “-Technologie das Problem der „Batterieangst“ wahrscheinlich vollständig lösen und alle peinlichen Begegnungen, die durch eine „schwache Batterie“ verursacht werden, der Vergangenheit angehören lassen.

Andy Kong, Daehwa Kim und Chris Harrison von der Carnegie Mellon University haben eine Technologie namens „ Power-over-Skin “ entwickelt, die Radiofrequenzenergie (RF, Radio Frequency) im menschlichen Körper nutzt, um den gesamten Körper auf innovative Weise mit Strom zu versorgen Geräte.

Es ermöglicht einem einzigen tragbaren Sender, mehrere kleine, batterielose tragbare Geräte mit Strom zu versorgen. Diese Geräte können in verschiedenen Teilen des Körpers verteilt sein, beispielsweise in Ringen, Ohrringen, Augmented-Reality-Brillen (AR) usw., und sie können Elektrizität durch den menschlichen Körper leiten, ohne direkten Kontakt oder Kabelverbindung.

Laienhaft ausgedrückt kann der menschliche Körper als komplexer RC-Schaltkreis modelliert werden, und die „Power-over-Skin“-Technologie nutzt den menschlichen Körper als leitfähiges Medium und nutzt die Kapazität des menschlichen Körpers, um hochfrequente Wechselstromwellen (Radio) zu leiten Frequenzen) auf der Hautoberfläche.

Die Technologie ermöglicht die Kraftübertragung über große Entfernungen von Kopf bis Fuß und wurde durch eine Reihe von Experimenten und Forschungsaktivitäten verifiziert, darunter Übertragungsentfernung, Übertragung durch Kleidung sowie Kompatibilitätsexperimente und Forschungsaktivitäten zwischen einem einzelnen Sender und mehreren Empfängern.

Um das Verständnis des Prinzips zu erleichtern, geben wir ein einfaches Beispiel:

Nehmen wir an, Sie veranstalten eine Party in einem Raum ( Stromversorgung ), müssen aber in einem anderen Raum ( Ihrem Gerät, z. B. Kopfhörer usw. ) Musik abspielen. Damit die Musik abgespielt werden kann, müssen Sie die Lautsprecher ( Energie ) vom Kraftraum in den Raum bewegen, in dem die Musik abgespielt wird.

Bei der „Power-over-Skin“-Technologie bewegen wir den Lautsprecher nicht direkt, sondern nutzen eine spezielle Musikübertragungsmethode: Wir können Musik über einen riesigen Lautsprecher ( Radiofrequenzsender ) abspielen, der die Musik übertragen kann. Die Vibration ( Energie ) wird über die Luft ( menschlicher Körper ) in einen anderen Raum übertragen.

Der Schlüssel liegt darin, dass wir keine Löcher ( physische Verbindungen ) zwischen Räumen herstellen müssen und auch keine Kabel benötigen, um Musik zu übertragen. Stattdessen nutzen wir einfach den Raum selbst ( den menschlichen Körper ), um die Schwingungen ( Energie ) der Musik zu übertragen.

Während des technischen Verifizierungsprozesses nutzten die Forscher „Power-over-Skin“, um einen kleinen Rechner anzutreiben.

und ein großes XR-Gerät.

Offensichtlich kann diese Technologie tragbare elektronische Geräte von den Einschränkungen herkömmlicher Stromquellen befreien und sie leichter und komfortabler machen.

Bevor sie sich für die Hochfrequenztechnologie als Entwicklungsrichtung entschieden, probierten Forscher der Carnegie Mellon University auch viele Möglichkeiten aus, darunter mechanische Energiegewinnung, drahtlose Energiegewinnung und drahtlose Energieübertragungstechnologie. Diese Methoden haben jedoch ihre Grenzen, wie z. B. Inkonsistenzen bei der Energiegewinnung und Ineffizienz der drahtlosen Energieübertragung.

Tatsächlich hatten bereits lange vor der „Power-over-Skin“-Technologie viele in- und ausländische Forschungsteams die Machbarkeit anderer „Skin-Charging“-Technologien untersucht.

Ein Caltech-Forschungsteam hat eine elektronische Haut entwickelt, die über eine Biobrennstoffzelle Energie aus Schweiß gewinnt. Obwohl die Stromquelle dieses Geräts tatsächlich aus „Haut“ besteht, entledigt es sich nicht vollständig der Fesseln von Batterien. Obwohl eine hocheffiziente Milchsäure-Biobrennstoffzelle (BFC) zum Einsatz kommt.

Ein Forschungsteam des Harbin Institute of Technology hat einen „Flexiblen Thermoelektrischen Generator“ (FTEG) entwickelt. Dieses Gerät kann die von der menschlichen Haut abgegebene Wärme, nämlich die Körpertemperatur , in elektrische Energie umwandeln und LED-Leuchten in Echtzeit betreiben. Diese Technologie erfordert keine zusätzlichen Batterien und ist wirklich „hautbetrieben“.

Derzeit ist es noch schwierig, die „Skin-Charging“-Technologie in großem Maßstab in tatsächlichen Produkten anzuwenden. Am Beispiel „Power-over-Skin“ sind die Hauptprobleme folgende:

• Bei langen Übertragungsstrecken und komplexen Körperpositionen, insbesondere bei Geräten, die eine kontinuierliche Stromversorgung benötigen, ist die Stromversorgungsleistung relativ begrenzt;
• Es kann durch andere elektromagnetische Störungen in der Umgebung beeinträchtigt werden, was zu einer instabilen Übertragungsleistung führen kann, wenn mehrere Geräte gleichzeitig vorhanden sind.
• Hautallergien und Gesundheitsprobleme, die durch häufigen Kontakt zwischen Elektroden und Haut auftreten können.

Das für die „Power-over-Skin“-Technologie verantwortliche Forschungs- und Entwicklungspersonal wies darauf hin, dass die wichtigsten Leistungsindikatoren im aktuellen Entwicklungsprozess darin bestehen, die Leistung des Empfängers zu maximieren und die Energieübertragungseffizienz zu verbessern, um mehr Arten von tragbaren Geräten für umfassendere Anwendungen anzutreiben . Endverwendung.

Die „Power-over-Skin“-Technologie demonstriert das Potenzial, den menschlichen Körper als Energiequelle zu nutzen. Dies zeigt, dass diese Technologie in Zukunft dazu beitragen kann, neue Generationen tragbarer intelligenter Geräte, darunter Gesundheitsüberwachungsgeräte, Fitness-Tracker und sogar medizinische Pflegegeräte wie fortschrittliche Prothesen, leicht und komfortabel zu machen und so das Benutzererlebnis erheblich zu verbessern.

Wir freuen uns darauf, dass die „Skin-Charging“-Technologie so bald wie möglich auf weiter verbreitete elektronische Produkte wie Mobiltelefone angewendet wird. Die Lösung für die „Batterieangst“ steht vor der Tür.

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Ai Faner |. Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo