越來越多的智能設(shè)備給人們的生活帶來便利,甚至有融入人類身體的趨勢。但充電和更換電池一直是讓人明顯感覺不便之處。如果說有一款可以完全不用電池的智能電器,是不是覺得有點不可思議?不過,這已經(jīng)成為現(xiàn)實。
真的可以“不用電池”?
這項技術(shù)由美國團隊開發(fā),目前運用于一款叫做iFind的智能防丟器。通過藍(lán)牙與手機通訊的智能防丟器并不是一個新概念,國內(nèi)外都有已上市或已發(fā)布的同類產(chǎn)品。通過手機APP,找東西、防盜、讓眾人一起來找東西或者搖晃防丟器反向找手機,這些功能為人熟知。不過,“不用電池”這是首創(chuàng)。它究竟是怎么做到的?
當(dāng)然,世界上并沒有真正的永動機。該產(chǎn)品研發(fā)機構(gòu)的聯(lián)合創(chuàng)始人汪張揚向記者透露,這是采用了電磁能量收集(Electro-magnetic Energy Harvesting)技術(shù)。
“我們四周的空氣中充滿著無數(shù)的電磁波,比如手機信號、電視信號、廣播信號等,以及防丟器與手機通訊時的藍(lán)牙電磁波能量,這些都可以被收集起來作為驅(qū)動機器的電流?!蓖瑫r,電磁能量收集時需要進(jìn)行頻率匹配,iFind主要是收集與手機通訊時的藍(lán)牙電磁波能量;如果其他的電磁波頻率與藍(lán)牙相近,它的能量也可以被捕獲下來。
當(dāng)iFind 接收到手機藍(lán)牙指令時,這條電磁信號本身就能為iFind供電,這個電量不僅完全可以支撐本次通訊,也能被存儲下來供以后使用。日常不用時,iFind也會自動收集環(huán)境中的電磁能量。這樣一來,用戶就可以完全忘了電池這回事兒。而以前,他們在使用同類產(chǎn)品時,過幾個月就得自行換一次電池,或者要把防丟器寄給廠家并支付額外費用讓后者代為更換,相當(dāng)麻煩。
汪張揚是美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校電氣與計算機工程系在讀博士。在他的研究領(lǐng)域里的一個共識是:電磁能量收集對解決電子設(shè)備能源問題意義重大。尤其在人們對各種智能設(shè)備依賴度很高的當(dāng)下,電量續(xù)航一直是直接影響使用體驗的關(guān)鍵問題。干電池、鋰電池、燃料電池……電池技術(shù)的發(fā)展似乎已經(jīng)跟不上人們對續(xù)航時間和便攜性的同步要求。
通俗地來說,用一個大容量的“蓄電池”來收集電磁能量是很容易實現(xiàn)的,但一般情況下,容量越大,它的電量也會流失得很快,就會帶來電池壽命以及更換的問題。因而以投入生產(chǎn)的角度考慮,需要提高能量收集率、降低流失率,同時兼顧體積小巧。
以前,RFID技術(shù)的IC卡等也可以做到無源通訊。IC卡通訊的耗能小,通訊距離只有幾厘米。達(dá)到藍(lán)牙級別的通訊距離和耗能水平的無源通訊設(shè)備,汪張揚認(rèn)為iFind是全球首款。這是技術(shù)團隊通過對藍(lán)牙天線、能量收集電路和存儲設(shè)備等方面的一系列基礎(chǔ)優(yōu)化和自主創(chuàng)新做到的。他說,相關(guān)技術(shù)已在美國、歐盟和中國申請多項專利。
由于去掉了電池以及供電電路,這款防丟器可以做得非常小巧輕薄。汪張揚向記者提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)是32 x 27 x 2.4mm,這樣的面積比1元硬幣略大一些,而厚度與一枚硬幣相當(dāng),看上去像一塊吉他撥片。相比之下,美國的另一款早期上市的智能防丟器,三圍達(dá)到35x35x5mm。而這些部件的去除也直接降低了產(chǎn)品的成本,讓他們可以把價格控制到比美國大多數(shù)同類產(chǎn)品便宜最少三分之一。
技術(shù)的深挖和拓展
“我們是一個技術(shù)驅(qū)動型的團隊?!蓖魪垞P對自己和伙伴們?nèi)绱硕x。他介紹說,iFind是團隊對自身核心技術(shù)的第一款產(chǎn)品化嘗試。在這之后,除了對產(chǎn)品本身的開發(fā)和完善,他們也在考慮把這項技術(shù)通過電路內(nèi)植,用于更廣闊的市場。