通過人體運動能量采集為可穿戴設(shè)備供電

如今，慢跑作為一項簡單而有效的健身方式正在慢慢普及開來。每天早晨醒來，我們都會穿好運動服，帶上MP3播放器，為接下來的運動做好充分準(zhǔn)備。然而，也許在未來的準(zhǔn)備工作中，您還需要帶上一個小巧的人力能量采集系統(tǒng)。雖然目前還未普及， 不過這個由運動驅(qū)動的能量采集系統(tǒng)將很快成為您日常鍛煉的重要組成部分，就如同一雙輕便的跑鞋一樣。

在佛羅里達大學(xué)攻讀博士學(xué)位的第二年期間，Yuan Rao獲得了由TI所提供的獎學(xué)金，以資助她的研究工作。她所發(fā)明的小型能量采集系統(tǒng)主要由3部分組成，包括一個能將人體運動轉(zhuǎn)化為電能的能量采集器、一個能夠調(diào)節(jié)和控制能量的電路以及一塊電池。Yuan設(shè)計的整個系統(tǒng)只有乒乓球大小，并且可以系在手腕或腳踝上。通過與她在佛羅里達大學(xué)的導(dǎo)師David Arnold以及TI佛羅里達墨爾本能量采集團隊的協(xié)同合作，Yuan在設(shè)計的初期就使用了TI的技術(shù)與產(chǎn)品。

Yuan在設(shè)計中的突破性創(chuàng)新主要在于如何采集人們行走、慢跑或騎單車時所產(chǎn)生的運動能量。在Yuan著手研究之前，能量采集還只能從單方向?qū)崿F(xiàn)，而且與人們的運動方式無關(guān)。

“我的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)從多個方向采集能量主要是因為系統(tǒng)內(nèi)的磁球能夠以多種方式移動，”Yuan說道，“只要人處于運動狀態(tài)中，系統(tǒng)中的磁球就會不斷滾動，同時采集多個方向上的能量，所以這個系統(tǒng)非常適合大家使用，因為我們的運動都是隨機的。”

Yuan發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們在慢跑時，如果將這款產(chǎn)品系在腳踝上，產(chǎn)品會處于最佳工作狀態(tài)，當(dāng)人們在行走或騎單車時，它也能夠?qū)a(chǎn)生的能量傳遞到板上電池中。無論是行走、慢跑或是騎單車，只要速度越快，產(chǎn)生的能量就越多。Yuan創(chuàng)建了一個完全自給自足的能量采集系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠成功地將人類運動變?yōu)殡姵爻潆娝璧碾娔堋?/p>

全球信息公司IHS的研究數(shù)據(jù)顯示，2011年可穿戴技術(shù)設(shè)備的出貨量超過了1400萬件，預(yù)計到2016年，可穿戴設(shè)備市場的增長將超過550%。隨著可穿戴醫(yī)療設(shè)備、健康和健身設(shè)備、智能手表以及增強現(xiàn)實眼鏡的受關(guān)注程度持續(xù)升高，IHS預(yù)計2016年可穿戴技術(shù)設(shè)備的出貨量將達到1億7100萬件，而所有的這些設(shè)備都有可能在某一天由Yuan所設(shè)計的系統(tǒng)供電。

Yuan表示，“我們的研究目的是在不久的將來把這個系統(tǒng)用于智能手機或其它移動技術(shù)中。”

“TI的獎學(xué)金幫助我完成了學(xué)業(yè)，同時其提供的實習(xí)機會讓我能夠通過同事以及他們的專業(yè)知識更加深入地了解這個行業(yè)，”Yuan說，“如果沒有TI的獎學(xué)金，我需要花費更長的時間和精力去尋找完成整個項目所需的資金支持，而且也不一定能取得現(xiàn)在的成果。”

在接受TI獎學(xué)金資助的期間，Yuan還參與了3個TI的實習(xí)項目，這些實習(xí)機會使她對能量采集研究項目充滿了信心。在獲得佛羅里達大學(xué)博士學(xué)位后，她加入了TI電源團隊并且成為了一名設(shè)計工程師。

TI所提供的多方面支持幫助她完成了這個具有開創(chuàng)性的研究項目。同時能夠肯定的是，Yuan的研究成果將為我們在未來研究邁出第一步時提供源源不斷的動力。