運(yùn)動(dòng)能量收集：把你變成驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的電源

　　記得科幻劇《Black Mirror》中的一個(gè)劇情——世界的運(yùn)行是建立在人類(lèi)騎單車(chē)產(chǎn)生的能量之上。而哥倫比亞大學(xué)新近也開(kāi)展了一項(xiàng)類(lèi)似的關(guān)于人體能量收集的研究。他們的研究?jī)?nèi)容沒(méi)有那么恐怖，但是他們發(fā)現(xiàn)如果將人類(lèi)日常活動(dòng)中（比如走路、開(kāi)門(mén)…）的動(dòng)能收集起來(lái)，轉(zhuǎn)化成的電能足以維持一些可穿戴設(shè)備對(duì)外部的數(shù)據(jù)連接。

　　可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)想要得到普及，電池是這其中必須要解決的問(wèn)題。而現(xiàn)有電池和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化技術(shù)都會(huì)受到場(chǎng)景的限制，運(yùn)動(dòng)能量收集則是一種靈活、廉價(jià)的解決方案。

　　運(yùn)動(dòng)能量收集的方案可以是一個(gè)一定重量的小裝置連接到彈簧。當(dāng)人開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，身上佩戴的能量收集器中的彈簧就會(huì)帶動(dòng)小裝置，在這一過(guò)程中壓電材料或者微電子機(jī)械系統(tǒng)會(huì)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。人體運(yùn)動(dòng)的幅度和頻率越大，那么產(chǎn)生的能量就越多。

　　比較容易理解的一點(diǎn)是，具備周期性的運(yùn)動(dòng)會(huì)比一般的活動(dòng)產(chǎn)生更多的能量。研究人員發(fā)現(xiàn)寫(xiě)字和打開(kāi)抽屜這樣的動(dòng)作大約能收集到10-30微瓦的能量；走路產(chǎn)生的可收集能量范圍在100-200微瓦；而當(dāng)你有意識(shí)地去搖一個(gè)物體，產(chǎn)生能量可以達(dá)到3000微瓦（3毫瓦）以上。

　　下表是人體在日?；顒?dòng)中產(chǎn)生的能量數(shù)據(jù)，包括休息、走路、跑步和騎車(chē)。你可以發(fā)現(xiàn)激烈的周期性運(yùn)動(dòng)——走路和跑步能產(chǎn)生不少的能量。而騎車(chē)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，如果你將能量收集器的佩戴位置向下調(diào)（比如放到腳踝上），這其中產(chǎn)生的能量會(huì)更多。

　　在他們的研究結(jié)果中，還有一些打破我們直覺(jué)的有趣發(fā)現(xiàn)：比如下樓梯比上樓梯產(chǎn)生更多的有效能量，因?yàn)榍罢咧w擺動(dòng)的幅度更大；俯臥撐和仰臥起坐不如平常的走路有效。另外，高個(gè)的試驗(yàn)者比矮個(gè)試驗(yàn)者多產(chǎn)生20%的能量——這點(diǎn)在體重上也有類(lèi)似的對(duì)應(yīng)。

　　總的來(lái)說(shuō)，哥大的這項(xiàng)研究對(duì)運(yùn)動(dòng)能量收集設(shè)備的生產(chǎn)和使用有極大的指導(dǎo)意義。幾乎在他們的每個(gè)案例中，被試都能產(chǎn)生足夠的能量將數(shù)據(jù)流無(wú)線傳輸?shù)礁浇脑O(shè)備——比如通過(guò)藍(lán)牙將健康管理數(shù)據(jù)傳給手機(jī)。同時(shí)，他們也發(fā)現(xiàn)一些物體，比如抽屜，書(shū)籍還有門(mén)因?yàn)槲樟巳说膭?dòng)能同樣也能收集到足夠的能量將連接到物聯(lián)網(wǎng)。

　　前一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)（相信目前應(yīng)該已經(jīng)有團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)）將會(huì)給Nike FuelBand和Fitbit這樣的設(shè)備帶來(lái)運(yùn)動(dòng)能量收集的功能，并有望讓設(shè)備擺脫充電問(wèn)題；而后一項(xiàng)則會(huì)使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更大范圍的擴(kuò)張。