無需充電,無限續航,世界上首款無電池手機誕生!

美國華盛頓大學的研究人員最近發明了一款不需要充電的無電池手機,能從無線訊號和環境光線中獲取能量,從而實現續航一輩子的夢想!
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本文來自合作媒體 iFanr,INSIDE 授權轉載

隨著智慧手機與我們生活越來越緊密,電池續航力也成了人們的痛點。於是手機廠商打出了「充電 5 分鐘,通話 2 小時」的口號,蘋果和三星也在無線充電上加快自己的步伐。

但如果手機不再需要充電,上述問題將不復存在。而這樣「瘋狂」的事正在成為現實,據 UW News 報導 ,美國華盛頓大學的研究人員最近發明了一款不需要充電的無電池手機,能從無線訊號和環境光線中獲取能量,從而實現續航一輩子的夢想。

沒有電池,無需充電,還要維持手機的正常運行,這看似「永動機」般的天方夜譚,背後的原理總結起來其實無非就是開源節流。

首先是節流,華盛頓大學電腦科學家與電氣工程師團隊解決了一個在蜂窩傳輸過程中極為耗電的步驟,即將聲音模擬訊號轉化收手機可理解的數位資料,在這個過程中需要消耗大量能量。據研究人員介紹,為瞭解決這個問題,他們不得不重構手機這部分的設計。

Photo Credit: University of Washington

具體的解決方案就是利用手機通話時麥克風或揚聲器產生的微小振動,由於這些組件連接著天線,研究人員將這種振動轉化為由蜂窩基站發出的標準無線電訊號的變化,在這個過程將語音模式編碼反射到無線電信中,基本不消耗任何功率。

華盛頓大學 Paul G. Allen 電腦科學與工程學院的副教授 Shyam Gollakota 稱:

我相信我們已經設計出世界上第一款功耗幾乎為零的功能手機。

Photo Credit: University of Washington

華盛頓大學的研究團隊已經在一個印刷電路板組成的原型設備上驗證了這個設計的可能性。在這部原型機中,這部機器可以實現基本的通話功能、數據傳輸以及按鍵輸入訊息。在測試影片中可以看到研究人員使用 Skype 接打電話。

Photo Credit: University of Washington

美中不足的都是,這部「無電池手機」還不能同時發送和接收語音,因此使用者必須按住一個特定按鈕來呼叫或通話,比起手機這更像是一部對講機。

雖然這部手機號稱「功耗幾乎為零」,但研究人員展示的原型機功率預算為 3.5 微瓦,儘管已經非常低,但對於沒有電池的手機來說也是一個大問題。

Photo Credit: University of Washington

這時候就要開源了,研究人員為這部無電池手機尋找了兩個能量源。一種是從 31 英尺(約 9.45 公尺)外的基站傳輸過來的無線電訊號中獲取能量。另一種則是利用手機中一粒米大小的太陽能電池來利用光能發電,這能讓手機與 50 英尺(15.24 米)之外的基站進行通訊。

實際上通過無線電或者太陽能獲取的能量也十分有限,大約在 1-10 微瓦左右。這就讓一些零件不能持續運行,比如只能讀取一部分訊息後休眠幾分鐘後再繼續運行。而如果這發生通話過程中無疑是場噩夢。

Photo Credit: University of Washington

目前無電池手機作為一款功能機而言也還是殘缺的,可見這項技術距離商用應該還有一段不短的距離。該研究團隊也計劃開發一套新的語音傳輸和接收的方案,以保證手機能正常運作。同時該團隊研發的基站技術未來也有望集成在標準蜂窩網絡基礎設施和 WiFi 路由器中。華盛頓大學電氣工程系的教授 Joshua Smith 表示:

我們開發的這種手機無電池的設計方案是令人激動的,我相信這會影響到未來的設備。

據華盛頓大學的研究團隊介紹,接下來將進一步擴展無電池手機的功能,比如發送流媒體影片,以及搭載省電的 E link 螢幕。同時改善加密功能,增加手機安全性能。

在無線充電都尚未普及的今天,談論所謂無電池手機似乎為時過早。不過這項技術的萌芽也讓我們可以對未來的手機產生新的幻想,當我們有一天拿著自己的手機而不用再因為右上角的數位焦慮,確實是一件挺美好的事情。



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