新研究發現皮膚可供電，其將可解決穿戴式裝置電力問題
科技產業資訊室(iKnow) - 友子 發表於 2024年11月19日
圖、新研究發現皮膚可供電，其將可解決穿戴式裝置電力問題
隨著運算技術的新進步，穿戴式電子產品在功能不斷變多的同時，體積卻變得愈來愈小，但供電問題是一個難解的問題。一些裝置已經成功地使用太陽能充電，但電池仍然是穿戴式裝置一個不可或缺的組成部分。
如今卡內基美隆大學的未來介面小組(Future Interfaces Group)的研究人員找到了一種解決這一障礙的非凡方法，那就是使用皮膚供電(Power-over-Skin)方法，利用使用者體內的射頻能量，供應給穿戴式裝置運作。
這篇研究論文指出，人體在產生40 MHz射頻能量方面特別有效。透過「磨損的接收器(worn receiver)」利用該訊號可以在不使用任何侵入性手段的情況下提供電力。研究人員投入了大部分精力來優化這些接收器，以確保可用的尺寸、重量、外形尺寸和功率效率。接收器可以放置在任何地方，而且由於它是電容式的，它甚至可以穿過衣服工作，理論上甚至可以整合到智慧型手機中。
由於未來介面小組希望發射端和接收端只有一個與身體的連接點，因此其必須依靠身體的電容並使用射頻來傳導能量。即使人體電路的精確值會因人而異，但在使用的較高頻率下，這種變化就變得可以忽略不計了。
其展示皮膚供電的產品，包括：帶有搖桿的藍牙戒指、記錄用戶健康數據的隨插即用醫療貼片、帶螢幕的陽光照射貼片以及各種其他裝置。未來的其他可能性包括：VR/AR耳機和新型穿戴式裝置。由於身體持續產生能量，人們可以同時佩戴多個裝置，且無需摘下和充電。
研究人員聲稱，皮膚供電特別適合縱向健康感測，因為生物訊號的變化會在幾分鐘到幾小時內發生（而不是即時反應，例如帶有搖桿的藍牙戒指）。
它們的接收器可以儲存大量能量，使我們能夠為微控制器供電以進行擴展的感測操作（例如心電圖心跳），並與另一個保存資料的裝置進行無線傳輸。研究人員表示，這也意味著發射器可以放置在更遠的地方，例如放在鞋子或手機中。這也是為什麼這一技術有機會整合至手機的關鍵。
雖然這一研究尚不能真正的量產，但是隨著這一研究的展示，可能會鼓勵穿戴式產業創造更輕、更薄的新一代無電池裝置。它還將減少對製造電池所需的稀土礦物的依賴。
假設沒有負面影響，這有可能成為一場革命。它可以為任何東西提供動力，從相對簡單的手錶到許多其他可穿戴式裝置，包括健身追蹤器和醫療設備。唯一的要求是所討論的設備可以消耗相對較小的功率。
總之，與任何創新一樣，實現最終產品的轉變是需要時間的，皮膚供電技術也不例外。但是這一研究卻可以給未來的持續性研究指引了一個可行的方向。(1021字；圖1）
參考資料：
Human skin powers devices using intra-body RF energy, method eliminates battery needs. Interesting Engineering. 2024/11/06.
Research team uses the human body to power wearables — addresses major obstacle of conventional batteries. Tom's hardware, 2024/11/05.
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