2016 年十大突破技术 —— 空中取电,让充电更便捷

开发此项技术的华盛顿大学研究人员已证明微弱的无线电信号确实能满足一个互联网装置的电能需求。

编者按:近日,MIT 评出了“2016 年十大突破技术”,包括:免疫工程,精确编辑植物基因,语音接口,可回收火箭,知识分享型机器人,DNA 应用商店,SolarCity 超级工厂,Slack 协作交流软件,特斯拉自动驾驶系统,空中取电。本文展开介绍的是 “ 空中取电” 这项技术。

开发此项技术的华盛顿大学研究人员已证明微弱的无线电信号确实能满足一个互联网装置的电能需求。

突破:无线小工具会重新利用附近的无线电信号,例如 Wi-Fi,为自己供电和通信。

意义:将物互联网连接的设备从电池和电源线的束缚中挣脱出来并开辟新用途。

主要研究者:华盛顿大学、德州仪器、马萨诸塞大学阿默斯特分校

即使是最小的连接互联网的设备通常也需要电池和电源线。但不需要太长时间,科技发展就可以使小工具工作和通信时只使用来自附近的电视、收音机、手机或 Wi-Fi 信号手机的电量。华盛顿大学的研究人员开发的技术已经证明互联网连接的温度计和运动传感器甚至是相机都可以用这种方式供电。

无线电传输并不是一个新想法,但是,使没有常规电源的设备进行通信是不可能的,因为生成无线电信号非常耗电,并且从收音机、电视和其他通信设备收集的无线电波几乎不具有能量。

Shyamnath Gollakota 和他的同事 Joshua Smith 已经证明,微弱的无线电信号确实可以提供所有互联网小工具的电量需要,这使用了名为后向散射的原理。它们的设备不会产生原始信号,而是选择性地反射进入的无线电波从而构造新信号,这有点像受伤的徒步旅行者使用太阳和镜子发送求救信号。使用该技术的小工具正在进行修改,以便从给自己供电的信号中吸收能量。

“我们可以免费通信。”Gollakota 说。用于公共交通的非接触式智能卡的 RFID 芯片也依赖于后向散射,但是它们需要专门的读取器,并且只可以在几英寸内通信——原因是不仅反射信号微弱,并且读取器本身存在一定的干扰。

华盛顿大学的一项技术被称为“无源 Wi-Fi”,它正在通过一家分公司 Jeeva Wireless 而被商业化。它使无电池小工具通过后与电脑或智能手机这类常规设备连接。在测试中,原型“无源 Wi-Fi”设备已经能将数据传输到距离到 100 英尺的地方并通过墙壁进行连接。但这样做需要改变 Wi-Fi 接入点的软件,从而产生用于“无源 Wi-Fi”设备使用的额外信号,最终增加其能量消耗。

Smith 说,“无源 Wi-Fi”消耗的功率只是现有 Wi-Fi 芯片组的万分之一。它使用蓝牙 LE 和 ZigBee 通信标准并在一些小型设备连接时消耗千分之一的功率,而且其范围更广。使用“无源 Wi-Fi”通信的设备,例如安全相机,可以通过其后向反射的 Wi-Fi 信号手机的能量,或电视或无线电广播等信号为其他电路供电。

研究人员认为微弱的“无源 Wi-Fi”设备可能会非常便宜,它的价格或许不到一美元。在未来的智能市场中,安全摄像机、温度传感器和烟雾报警器应该不再需要更换电池了。

作者 Mark E. Harris 是一名曾获奖的来自英国的自由记者,现在在西雅图工作。他于 2013 年成为麻省理工学院的一名奈特科学新闻学者。Mark 的写作内容广泛,涉及技术、科学、商业、环境和旅游等方面。

翻译来自:虫洞翻翻 译者 ID:Sylvi_a

本文来自翻译:www.technologyreview.com