Votre prochain appareil portable n’aura peut-être plus besoin de piles

Aujourd’hui, avec le développement rapide de diverses technologies avancées de charge rapide, « l’anxiété liée à la batterie » reste un sujet d’actualité.

Même si de nouvelles batteries à haute densité énergétique et légères apparaissent constamment sur le marché, il est encore difficile de résister à un fait incontestable : la vitesse d'itération des produits numériques est de plus en plus rapide, leurs performances sont de plus en plus fortes et elles deviennent de plus en plus rapides. et plus difficile à « nourrir ». La demande d’électricité de l’humanité contemporaine a dépassé l’imagination.

La conception et la fabrication de microprocesseurs ont atteint leur apogée, et les AirPod d'Apple sont un représentant typique de ce summum de la miniaturisation. Il dispose d'un processeur audio en temps réel sophistiqué, d'une connectivité de streaming sans fil et peut durer des heures avec une seule charge.

Cependant, même pour un si petit appareil électronique, la « batterie » est en réalité le plus gros composant à l’intérieur. Que ce soit du point de vue de la conception physique ou de l’expérience utilisateur, il s’agit d’un désastre de conception qui ne peut être ignoré.

Désormais, l'avènement de la technologie de « chargement cutané » est susceptible de résoudre complètement le problème de « l'anxiété liée à la batterie » et de faire de toutes les rencontres embarrassantes causées par une « batterie faible » une chose du passé.

Andy Kong, Daehwa Kim et Chris Harrison de l'Université Carnegie Mellon ont développé une technologie appelée « Power-over-Skin », qui utilise l'énergie des radiofréquences (RF, Radio Frequency) à l'intérieur du corps humain pour traiter l'ensemble du corps de manière innovante. appareils.

Il permet à un seul émetteur portable d’alimenter plusieurs petits appareils portables sans batterie. Ces appareils peuvent être distribués dans différentes parties du corps, comme des bagues, des boucles d'oreilles, des lunettes de réalité augmentée (RA), etc., et ils peuvent conduire l'électricité à travers le corps humain sans contact direct ni connexion filaire.

En termes simples, le corps humain peut être modélisé comme un circuit RC complexe, et la technologie « Power-over-Skin » utilise le corps humain comme milieu conducteur, utilisant la capacité du corps humain pour conduire des ondes AC haute fréquence (radio fréquences) à la surface de la peau.

La technologie permet une transmission d'énergie sur de longues distances de la tête aux pieds et a été vérifiée par une série d'expériences et d'activités de recherche, notamment la distance de transmission, la transmission à travers les vêtements, ainsi que des expériences et des activités de recherche sur la compatibilité entre un seul émetteur et plusieurs récepteurs.

Afin de faciliter la compréhension du principe, donnons un exemple simple :

Disons que vous organisez une fête dans une pièce ( l'alimentation électrique ), mais que vous devez écouter de la musique dans une autre pièce ( votre appareil, comme des écouteurs, etc. ). Pour que la musique soit diffusée, vous devez déplacer les haut-parleurs ( énergie ) de la salle d'alimentation vers la pièce où la musique est diffusée.

Dans la technologie "Power-over-Skin", nous ne déplaçons pas le haut-parleur directement, mais utilisons une méthode spéciale de transmission de musique : nous pouvons écouter de la musique via un énorme haut-parleur ( émetteur de radiofréquence ), qui peut transmettre la musique. La vibration ( énergie ) est transmis par l'air ( corps humain ) vers une autre pièce.

La clé est que nous n'avons pas besoin de faire de trous ( connexions physiques ) entre les pièces, ni de câbles pour transporter la musique. Au lieu de cela, nous utilisons simplement la pièce elle-même ( le corps humain ) pour transmettre les vibrations ( l'énergie ) de la musique.

Au cours du processus de vérification technique, les chercheurs ont utilisé le « Power-over-Skin » pour piloter une petite calculatrice.

et un grand appareil XR.

De toute évidence, cette technologie peut libérer les appareils électroniques portables des limitations des sources d’alimentation traditionnelles, les rendant plus légers et plus confortables.

Avant de choisir la technologie des radiofréquences comme direction de développement, les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon ont également essayé de nombreuses possibilités, notamment la récupération d'énergie mécanique, la récupération d'énergie sans fil et la technologie de transmission d'énergie sans fil. Cependant, ces méthodes ont leurs limites, telles que l’incohérence dans la récupération d’énergie et l’inefficacité de la transmission d’énergie sans fil.

En fait, bien avant la technologie « Power-over-Skin », de nombreuses équipes de recherche nationales et étrangères avaient exploré la faisabilité d’autres technologies de « charge cutanée ».

Une équipe de recherche de Caltech a développé une peau électronique qui récupère l'énergie de la sueur grâce à une biopile. Cependant, bien que la source d'alimentation de cet appareil soit bien « la peau », il ne s'affranchit pas complètement du carcan des batteries. Même s’il utilise une biopile à acide lactique (BFC) très efficace.

Une équipe de recherche de l'Institut de technologie de Harbin a développé un « générateur thermoélectrique flexible » (FTEG). Cet appareil peut convertir la chaleur émise par la peau humaine, à savoir la température corporelle , en énergie électrique et alimenter des lumières LED en temps réel. Cette technologie ne nécessite pas de piles supplémentaires et est véritablement « alimentée par la peau ».

À l’heure actuelle, la technologie de « rechargement de la peau » est encore difficile à appliquer à grande échelle dans des produits réels. En prenant comme exemple le « Power-over-Skin », les principaux problèmes sont les suivants :

• Dans les longues distances de transmission et les positions complexes du corps, en particulier pour les appareils nécessitant une alimentation continue, la puissance d'alimentation est relativement limitée ;
• Il peut être affecté par d'autres interférences électromagnétiques dans l'environnement, ce qui peut conduire à une puissance de transmission instable lorsque plusieurs appareils coexistent ;
• Allergies cutanées et problèmes de santé pouvant survenir en raison du contact fréquent entre les électrodes et la peau.

Le personnel de R&D responsable de la technologie « Power-over-Skin » a souligné que les principaux indicateurs de performance dans le processus de développement actuel sont de maximiser la puissance du récepteur et d'améliorer l'efficacité de la transmission d'énergie afin de piloter davantage de types d'appareils portables pour des applications plus riches. . Fin d'utilisation.

La technologie « Power-over-Skin » démontre le potentiel de l'utilisation du corps humain comme source d'énergie. Cela montre qu'à l'avenir, cette technologie peut contribuer à rendre légères et confortables les nouvelles générations d'appareils intelligents portables, notamment les appareils de surveillance de la santé, les trackers de fitness et même les équipements de soins médicaux tels que les prothèses avancées, améliorant ainsi considérablement l'expérience utilisateur.

Nous espérons que la technologie du « chargement cutané » sera appliquée dès que possible à des produits électroniques plus largement utilisés tels que les téléphones portables. La solution à « l’anxiété liée à la batterie » est à nos portes.

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