該設備用電效率出奇的高, 僅需3.5毫瓦的電量即可運行, 還包含一個光電二極體做為小型太陽能發電板, 配備的太陽能電池與一粒米的大小差不多。 對於普通手機來說, 撥號使用的電力可能都超3.5毫瓦, 為了解決這個問題……
大家有沒有想過, 家用電話可以只接弱電的信號線(電話線), 不用另接電源就可以撥打, 手機能不能也這樣呢?美國華盛頓大學的研究人員發明了一種不需要電池的手機原型, 這樣的手機電力直接來自環境中低功率的無線通訊電波與太陽能。
![](/images/lazyload.gif)
從光能和無線信號中獲取能量
手機在這 10 年的發展著重于智慧手機的功能面, 然而續航力、待機方面, 相對於功能型手機動輒待機半個月的能耐, 卻是大大的倒退, 這些需求得不到滿足。
身為華盛頓大學(University of Washington )電機工程博士生和 Allen School 前研究員的曼西.塔拉(Vamsi Talla )說:“我們選擇打造無電池手機的原因,
![](/images/lazyload.gif)
此外該設備用電效率出奇的高, 僅需3.5毫瓦的電量即可運行, 還包含一個光電二極體做為小型太陽能發電板,
第二種方法是在手機31英尺(約9.4米)外樹立一個向外發送無線電信號的基站。 在使用過程中, 手機能將這些無線電信號轉換為工作電能。 令人驚訝的是, 研發團隊還成功建立了傳輸該手機的微小能量信號的定制基站。
3.5毫瓦支撐手機通信的秘密
不過, 3.5毫瓦的手機能用來打電話嗎?對於普通手機來說, 撥號使用的電力可能都超過了這個數值。 為了解決這個問題,
在通話過程中, 這個手機並沒有運用將語音轉換成類比信號的方式。 這種方法雖然被現代手機廣泛使用, 但是耗電量比較大, 完全不能在3.5毫瓦的手機上運行。
因此研究員把手機設計成利用“相干散射”(Backscatter)技術, 利用通話時麥克風產生的微小振動記錄下使用者的語音, 省卻轉換信號的麻煩。 由於這些麥克風元件連接著天線, 它能將這種振動轉化為標準無線電信號的變化, 從而和蜂窩基站進行交流。 相應的, 在手機接收到無線信號的時候, 它也能夠將無線信號解析為被揚聲器播放的語音。
![](/images/lazyload.gif)
這個原型機能通過麥克風產生的微小振動記錄使用者語音。 (source:華盛頓大學)
這一傳輸語音的過程基本不耗費電力, 但是也帶來了一點問題。 在使用過程中, 這個手機並不支援在電話中邊聽邊說, 使用者必須通過一個按鍵轉換“發送”模式與“接收”模式。
所以腦補一下, 這個手機的使用方法大概是更像一個對講機, 而不是手機?
![](/images/lazyload.gif)
研究者們用這一手機原型機打Skype。(source:華盛頓大學)
目前研發仍有瓶頸,希望能與大廠合作
塔拉說,這個研究計畫有兩個方向,一個是將技術授權給現有的智慧手機製造商,讓他們可將其整合入設備,當你的蘋果 iPhone 或者三星 Galaxy 手機沒電時,還是可以進行緊急呼叫。Talla 說:“這可能會是一個真正的救命工具。”另一個方向則是以現有的原型為基礎,把目前這樣裸機版的手機打造到一般人可以使用,這樣當你沒有其他能給手機充電的設備或方法時,仍然可以撥出電話。塔拉說:“這樣的電話永遠不需要充電,永遠可以打電話和發短信。”
![](/images/lazyload.gif)
目前,這個原型手機仍然非常陽春而基本──不過就是一塊電路板以及其他一些現成的元件,Talla 表示,未來版本可能會更加先進。“這是第一代機型,我們將會添加更多的功能,目標是一個功能完整的智慧手機。”他還表示,未來的改進上,可能會加上 Kindle 電子書閱讀器所使用的低功耗電子墨水屏與低功耗攝像頭。同時增加加密功能,確保通話更安全。
研究者們也坦誠,目前該手機的電力供應還是不夠穩定,通話音質也欠佳。研究組成員,博士生Bryce Kellogg接受採訪時坦承:
“你不能說一聲‘你好’,然後手機的電就用完了,然後你等待手機的電量充到足夠進行下次傳輸的時候再將它拿起來用。這(電量問題)是我們目前最大的障礙——我們能從無線電和光源中獲得的能量僅僅有1-10毫瓦左右。”
![](/images/lazyload.gif)
Joshua Smith(正中)帶領的團隊成功研發首部免電池手機,雖然手機正處於初步研發階段,但未來可能改變今日手機技術。(source:華盛頓大學)
不過,雖然這個手機離發短信甚至打“王者農藥”都很遠,研究者們還是對它有很多的信心。華盛頓大學的博士畢業生Vamsi Talla這麼認為:
“你可以想像,在不久的將來,所有的移動通訊基站和無線路由器都會置入我們的基站技術,如果每個房子都有無線路由器,你就可以在任何地方使用無電池手機。”
![](/images/lazyload.gif)
研究者們用這一手機原型機打Skype。(source:華盛頓大學)
目前研發仍有瓶頸,希望能與大廠合作
塔拉說,這個研究計畫有兩個方向,一個是將技術授權給現有的智慧手機製造商,讓他們可將其整合入設備,當你的蘋果 iPhone 或者三星 Galaxy 手機沒電時,還是可以進行緊急呼叫。Talla 說:“這可能會是一個真正的救命工具。”另一個方向則是以現有的原型為基礎,把目前這樣裸機版的手機打造到一般人可以使用,這樣當你沒有其他能給手機充電的設備或方法時,仍然可以撥出電話。塔拉說:“這樣的電話永遠不需要充電,永遠可以打電話和發短信。”
![](/images/lazyload.gif)
目前,這個原型手機仍然非常陽春而基本──不過就是一塊電路板以及其他一些現成的元件,Talla 表示,未來版本可能會更加先進。“這是第一代機型,我們將會添加更多的功能,目標是一個功能完整的智慧手機。”他還表示,未來的改進上,可能會加上 Kindle 電子書閱讀器所使用的低功耗電子墨水屏與低功耗攝像頭。同時增加加密功能,確保通話更安全。
研究者們也坦誠,目前該手機的電力供應還是不夠穩定,通話音質也欠佳。研究組成員,博士生Bryce Kellogg接受採訪時坦承:
“你不能說一聲‘你好’,然後手機的電就用完了,然後你等待手機的電量充到足夠進行下次傳輸的時候再將它拿起來用。這(電量問題)是我們目前最大的障礙——我們能從無線電和光源中獲得的能量僅僅有1-10毫瓦左右。”
![](/images/lazyload.gif)
Joshua Smith(正中)帶領的團隊成功研發首部免電池手機,雖然手機正處於初步研發階段,但未來可能改變今日手機技術。(source:華盛頓大學)
不過,雖然這個手機離發短信甚至打“王者農藥”都很遠,研究者們還是對它有很多的信心。華盛頓大學的博士畢業生Vamsi Talla這麼認為:
“你可以想像,在不久的將來,所有的移動通訊基站和無線路由器都會置入我們的基站技術,如果每個房子都有無線路由器,你就可以在任何地方使用無電池手機。”