体温——可穿戴计算设备的新能源?

电池技术的瓶颈正在成为可穿戴计算设备发展的一个阻碍因素,因为其属性决定它应该是长期伴随人体而非需要花长一部分时间去充电的。为了解决这一问题,如今大部分可穿戴设备的厂商都在耗电量上下功夫——减少应用在后台的运行、降低屏幕损耗等。

但实际上,这些可穿戴计算设备的发展趋势是很人体结合的越来越紧密,未来它们也很有可能成为人体的一部分。我们都知道,人体本身就不断的在产生能量,例如生物电、体温等,那么能否让人体直接称为可穿戴设备的能源呢?

不久前,纽约时报印刷版报道了一种由Proteus Digital Health开发的药丸,它的实质是一个微型电脑,用来监视人体内部的体征,例如血流、内体温、胃酸等,并将数据发送到手机应用中。并且,这种药丸就是将人体电力来源——Proteus Digital Health在微型传感器的每一面都增加了镁和铜两种元素,从而利用胃酸获取足够的电力。

而最近,一位加拿大的15岁少女Ann Makosinski,发明了一种利用手持温度便能提供电能的手电筒,为人体为可穿戴计算设备功能带来了新的想象空间。Makosinski说,我们周边环境中有太多被浪费的能量,她一直渴望找到办法去将它们利用起来。于是她想到了用帕尔贴片去产生电能。

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其原理主要来自“热电效应”——不同的金属导体(或半导体)具有不同的自由电子密度,当两种不同的金属导体相互接触时,在接触面上的电子就会扩散以消除电子密度的差异。而电子的扩散速率与接触区的温度成正比,所以只要维持两金属间的温差,就能使电子持续扩散,在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。

所以她选择用导热性良好的铝作为接收空气温度的那一端,依靠其和体温的差距来产生电能。通过计算,Makosinski发现利用这种方法,从热的一端(手)到冷的一端所产生的电量已经足够运行一个能提供照明的LED等的能量了。但问题在于,其产生的电压不够。为了解决这一问题,Makosinski决定自行改造帕尔贴贴片中的电子回路,在数个月的查阅资料和不断地实验下,她终于完成了一个可以提供足够电压的回路。

根据测试报告,这种方式产生的电能能在5~10摄氏度的环境下产生可用且稳定的电能,在20摄氏度时其电能就不太稳定了。不过即使如此,Makosinski的设计思路也为人们提供了一个新的思路。例如,我觉得可以未来也许可以采用太阳能+体温充电的方式未手表充电,白天利用太阳能,夜晚没有阳光,温度下降时可以用体温充电。希望有一天,这种想法会成为可能。

注:图片来自网络

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