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生活便民
世界上首款无电池手机诞生,无需充电,无限续航
来源:Jack   时间:2017-8-11 8:40:04

随着智能手机与我们生活嵌合得越来越紧密,电池续航也成了人们的痛点。于是手机厂商打出了「充电 5 分钟,通话 2 小时」的口号,苹果和三星也在无线充电上加快自己的步伐,甚至还衍生出让王思聪「立帖吃翔」的共享充电宝。

但如果手机不再需要充电,上述问题将不复存在。而这样「疯狂」的事正在成为现实,美国华盛顿大学的研究人员最近发明了一款不需要充电的无电池手机,能从无线信号和环境光线中获取能量,从而实现续航一辈子的梦想。

没有电池,无需充电,还要维持手机的正常运行,这看似「永动机」般的天荒夜谈,背后的原理总结起来其实无非就是开源节流。

首先是节流,华盛顿大学计算机科学家与电气工程师团队消除了一个在蜂窝传输过程中极为耗电的步骤,即将声音模拟信号转化收手机可理解的数字数据,在这个过程中需要消耗大量能量。据研究人员介绍,为了解决这个问题,他们不得不重构手机这部分的设计。

具体的解决方案就是利用手机通话时麦克风或扬声器产生的微小振动,由于这些组件连接着天线,研究人员将这种振动转化为由蜂窝基站发出的标准无线电信号的变化,在这个过程将语音模式编码反射到无线电信中,基本不消耗任何功率。

华盛顿大学 Paul G. Allen 计算机科学与工程学院的副教授 Shyam Gollakota 称:

我相信我们已经设计出世界上第一款功耗几乎为零的功能手机。

华盛顿大学的研究团队已经在一个印刷电路板组成的原型设备上验证了这个设计的可能性。在这部原型机中,这部机器可以实现基本的通话功能、数据传输以及按键输入信息。在测试视频中可以看到研究人员使用 Skype 接打电话和实现呼叫等候。

美中不足的都是,这部「无电池手机」还不能同时发送和接收语音,因此用户必须按住一个特定按钮来呼叫或通话,比起手机这更像是一部对讲机。

虽然这这部手机号称「功耗几乎为零」,但研究人员展示的原型机功率预算为 3.5 微瓦,尽管已经非常低,但对于没有电池的手机来说也是一个大问题。

这时候就要开源了,研究人员为这部无电池手机寻找了两个能量源。一种是从 31 英尺(约 9.45 米)外的基站传输过来的无线电信号中获取能量。另一种则是利用手机中一粒米大小的太阳能电池来利用光能发电,这能让手机与 50 英尺(15.24米)之外的基站进行通讯。

实际上通过无线电或者太阳能获取的能量也十分有限,大约在 1-10 微瓦左右。这就让一些部件不能持续运行,比如只能读取一部分信息后休眠几分钟后再继续运行。而如果这发生通话过程中无疑是一场噩梦。

目前无电池手机作为一款功能机而言也还是残缺的,可见这项技术距离商用应该还有一段不短的距离。该研究团队也计划开发一套新的语音传输和接收的方案,以保证手机能正常运作。同时该团队研发的基站技术未来也有望集成在标准蜂窝网络基础设施和 WiFi 路由器中。华盛顿大学电气工程系的教授 Joshua Smith 表示:

我们开发的这种手机无电池的设计方案是令人激动的,我相信这会影响到未来的设备。

据华盛顿大学的研究团队介绍,接下来将进一步扩展无电池手机的功能,比如发送流媒体视频,以及搭载省电的 E link 屏。同时改善加密功能,增加手机安全性能。

在无线充电都尚未普及的今天,谈论所谓无电池手机似乎为时过早。不过这项技术的萌芽也让我们可以对未来产的手机生新的幻想,当我们有一天拿着自己的手机而不用再因为右上角的数字焦虑,确实是一件挺美好的事情。

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