體溫——可穿戴計算設備的新能源?

2020-11-25 PingWest

電池技術的瓶頸正在成為可穿戴計算設備發展的一個阻礙因素，因為其屬性決定它應該是長期伴隨人體而非需要花長一部分時間去充電的。為了解決這一問題，如今大部分可穿戴設備的廠商都在耗電量上下功夫——減少應用在後臺的運行、降低屏幕損耗等。

但實際上，這些可穿戴計算設備的發展趨勢是很人體結合的越來越緊密，未來它們也很有可能成為人體的一部分。我們都知道，人體本身就不斷的在產生能量，例如生物電、體溫等，那麼能否讓人體直接稱為可穿戴設備的能源呢？

不久前，紐約時報印刷版報導了一種由Proteus Digital Health開發的藥丸，它的實質是一個微型電腦，用來監視人體內部的體徵，例如血流、內體溫、胃酸等，並將數據發送到手機應用中。並且，這種藥丸就是將人體電力來源——Proteus Digital Health在微型傳感器的每一面都增加了鎂和銅兩種元素，從而利用胃酸獲取足夠的電力。

而最近，一位加拿大的15歲少女Ann Makosinski，發明了一種利用手持溫度便能提供電能的手電筒，為人體為可穿戴計算設備功能帶來了新的想像空間。Makosinski說，我們周邊環境中有太多被浪費的能量，她一直渴望找到辦法去將它們利用起來。於是她想到了用帕爾貼片去產生電能。

其原理主要來自「熱電效應」——不同的金屬導體（或半導體）具有不同的自由電子密度，當兩種不同的金屬導體相互接觸時，在接觸面上的電子就會擴散以消除電子密度的差異。而電子的擴散速率與接觸區的溫度成正比，所以只要維持兩金屬間的溫差，就能使電子持續擴散，在兩塊金屬的另兩個端點形成穩定的電壓。

所以她選擇用導熱性良好的鋁作為接收空氣溫度的那一端，依靠其和體溫的差距來產生電能。通過計算，Makosinski發現利用這種方法，從熱的一端（手）到冷的一端所產生的電量已經足夠運行一個能提供照明的LED等的能量了。但問題在於，其產生的電壓不夠。為了解決這一問題，Makosinski決定自行改造帕爾貼貼片中的電子迴路，在數個月的查閱資料和不斷地實驗下，她終於完成了一個可以提供足夠電壓的迴路。

根據測試報告，這種方式產生的電能能在5~10攝氏度的環境下產生可用且穩定的電能，在20攝氏度時其電能就不太穩定了。不過即使如此，Makosinski的設計思路也為人們提供了一個新的思路。例如，我覺得可以未來也許可以採用太陽能+體溫充電的方式未手錶充電，白天利用太陽能，夜晚沒有陽光，溫度下降時可以用體溫充電。希望有一天，這種想法會成為可能。

註：圖片來自網絡

相關焦點

  • 後疫情時期,體溫監測應用賦予可穿戴設備市場新機會
    每個人上班、回家或是進出公共場合時都要測量體溫，這讓人們對體溫的關注提升到了前所未有的高度，在紅外額溫/耳溫槍市場炙手可熱的同時，越來越多的製造商開始關注或嘗試在手錶、手環乃至耳機等可穿戴設備上增加體溫監測功能，這無疑給可穿戴設備市場賦予了新的機會。
  • 可穿戴設備中的傳感器功能分類
    可穿戴設備的主要應用領域包括：以血糖、血壓和心率監測為代表的醫療領域，以運動監測為代表的保健領域，以信息娛樂為代表的消費領域，以數據採集和顯示為代表的工業和軍事領域。IMS研究指出，保健和醫療領域的可穿戴設備佔據今年60%市場份額，未來的份額可能會進一步提升。
  • 新型可穿戴溫差發電裝置 沒電就用體溫造
    （原標題：新型可穿戴溫差發電裝置 沒電就用體溫造）
  • 可穿戴設備的健康監護設計方案
    又經過20 年的創新後，語音通話已不再是手機這款智能設備的主要功能，它不僅可以拍攝美麗的照片、播放音頻和視頻流文件，而且還提供各種各樣的服務——現在還逐漸成為我們的私人教練。配備傳感器或者連接到穿戴式傳感器後，這些設備可用來監控日常活動和個人健康狀況。
  • 未來的可穿戴電子服裝可能會通過我們自身的體溫來充電
    未來的可穿戴電子服裝可能會通過我們自身的體溫來充電由於近十年來計算機技術的迅猛發展以及電子元件的小型化，人們可以通過佩戴微型計算機來跟蹤其運動並實時監控其健康狀況。現在，研究人員正在研究如何最好地為這些設備供電，方法是轉向用戶自己的體熱，並與服裝，波爾卡圓點和紡織行業的專門知識一起工作。到2025年，可穿戴電子產品市場預計將增長到530億歐元，但它由一種產品-智能手錶主導。
  • 可穿戴設備論文精選-2020.08.15
    Algorithm - 算法 可穿戴設備通常會使用多種採樣頻率採集用戶的健康數據，通常是時間序列數據。廠家通常還會提供一些專用設備，來採集這些時間序列數據，並生成想要的健康數據，比如心率等。更好的做法是統一數據個數，將這些符合通用格式的數據提供給開源透明的第三方軟體來計算健康數據。 B.
  • 可穿戴設備終極形態 你我變成「生化人」
    值得關注的是，可穿戴設備尤其是運動健康類的產品，已經成為人們生活的一部分。而業內人士一直認為，可穿戴設備將是人類醫療技術的一個突破口，諸如蘋果等科技巨頭，已經開始嘗試把設備產生的數據更好地利用起來。當然，可穿戴設備的形態還多以手環、手錶、耳機為主，這並非是最為理想的。
  • 可監控用戶心率和步數的電子皮膚或可替代智慧型手機等可穿戴設備
    根據《dailymail》消息：美國專家通過將液態金屬線包裹在兩個柔性聚合物層之間，開發出了一種完全可回收的「電子皮膚」，其作用類似於可拉伸的電路板。未來，可穿戴設備可以採用能自我修復的「電子皮膚」，可以監控用戶的心率和步數。
  • DevFest2014上海:可穿戴設備時代來臨
    ，可穿戴設備的時代似乎將要來臨，而隨著今年年初Google發布了專為智能手錶打造的全新智能平臺Android Wear，終於可以說可穿戴設備的光輝時代降臨！ GDE Alpha：一覽可穿戴計算最前沿作為大陸僅有的兩位Google開發專家，Alpha在Google Apps和Google
  • 可自我修復，可回收和可重構的液態金屬可穿戴電子皮膚
    該設備可以自我修復，就像真正的皮膚一樣。它還可以可靠地執行一系列感官任務，從測量用戶的體溫到跟蹤他們的日常步數。而且它是可重新配置的，這意味著該設備可以調整為適合您身體任何位置的形狀。研究人員希望他們的創造將有助於重新構想可穿戴設備的功能。有一天，這樣的高科技皮膚可以使人們收集有關其身體的準確數據，同時減少世界上日益增加的電子廢物數量。
  • 全球最小、最精準的「腋下創可貼」的可穿戴式體溫計
    打開APP 全球最小、最精準的「腋下創可貼」的可穿戴式體溫計 瀟湘晨報 發表於 2020-11-27 12:13:57 一款被稱為「腋下創可貼」的可穿戴式體溫計在新冠疫情防控期間發揮了重大作用。
  • 那些能救命的可穿戴設備,都長什麼樣?
    從治未病到治已病：可穿戴設備的新機會眾所周知，澆滅上一波可穿戴星星之火的，是產品實用性功能的集體缺位。不過，最近有一波可穿戴設備開始走紅，它們直接作用於治療環節，幫助患者調節生理功能。硬核玩家的出場能為可穿戴設備正名嗎？
  • 可穿戴電子設備的能量收集應用介紹
    毫無疑問，設備本身的功耗也要非常低。 本文將概述快速增長的可穿戴電子設備市場及其相關應用的微型化需求， 並討論最近推出的、帶集成降壓轉換器的 bq25570 升壓充電器，以及一系列類似的替代和互補部件。 本文將參考 TI 的用戶指南，闡述如何最有效地將該設備用於超低功耗、空間/重量受限的能量收集應用。
  • 華米科技發表SCI論文:可穿戴設備大數據助力疫情監測預警
    本文轉自【中國新聞網】；面對今年以來的新冠肺炎疫情，華米科技(NYSE:HMI)一直致力於通過可穿戴設備大數據和人工智慧技術，對疫情趨勢進行分析和預測。近日，其研究再獲新進展，SCI學術期刊Discrete Dynamics in Nature and Society在線發表了華米科技題為「Learning from large-scale wearable device data for predicting epidemics trend of COVID-19」(基於可穿戴設備大數據預測COVID-19的流行趨勢)的研究論文https://www.hindawi.com
  • 中國信通院寇家華等:基於可穿戴計算的體域網技術應用現狀與趨勢研究
    2 基於可穿戴計算的體域網技術可穿戴計算（Wearable Computing）作為醫療健康物聯網的關鍵技術支撐，引起了學術界和產業界的廣泛討論。智能可穿戴設備是近年來可穿戴計算技術得以實現的重要載體，以傳感、通信、數據處理組件為其核心組成部分，涉及傳感器、顯示、無線通信、數據交互、數據安全等多個技術領域。
  • 用體溫為電子設備充電是怎麼樣的體驗
    科學家用兩種不同的凝膠電解液設計出了一種可以利用人體體溫獲得能量的柔性電池
  • 走路為可穿戴設備充電!王中林院士披露納米材料神奇應用
    心臟起搏器能靠呼吸驅動，可穿戴設備靠走路就能供電，就連降雨也能發電。中科院北京納米能源與系統研究所所長、院士王中林9月17日在中關村論壇「中國北歐可持續發展與創新論壇」上介紹，我國納米材料研發取得的新進展，將在物聯網時代得到廣泛應用。王中林明確表示，納米材料肯定會在物聯網時代得到更多應用。
  • 新型傳感器助力醫療可穿戴設備
    打開APP 新型傳感器助力醫療可穿戴設備 瑞爾特傳感器之家 發表於 2020-11-23 11:48:35 　　3、微型聲學傳感器 　　近日美國科羅拉多大學Boulder分校和西北大學的研究團隊研發了一種可穿戴式微型聲學傳感器，主要用於監聽人體心跳和其他健康指標。 　　此次研發的微型聲學傳感器的重量僅為0.01盎司（約為0.28克），整體包裹在表皮電子中。表皮電子能使傳感器更柔軟輕薄，貼合人體皮膚，近兩年被可穿戴醫用設備廣泛使用。
  • 科學家研發的新型可穿戴設備,未來有望用於智能假肢
    由加州大學伯克利分校(University of California at Berkeley)、蘇黎世IBM研究院(IBM Research Zurich)、博洛尼亞大學(University of Bologna)等多家研究機構的的工程師們聯合開發出了一種新型可穿戴設備或許可以實現這些場景。
  • 可穿戴電子設備的特點及其市場挑戰
    定義可穿戴電子設備 可穿戴電子設備可定義為可接收輸入、處理接收的輸入和提供有用輸出的智能設備。 以活動手環的一項功能為例，該功能可接收並處理從傳感器接收的原始數據，隨後生成某個時間內行走步數的報告。 傳感器可對動作進行智能追蹤，分辨是步行還是其他動作。