介绍: 你好,我是李攀,欢迎来到硅谷新发现。今天是我们的硅谷情报局时间,每期一个话题,为你搜罗最前沿的科技情报,解读最新最热的行业话题。
如果说某件物品对现代人最重要的话,那估计非手机莫属了。现代人可以说,离了手机就活不了了。因此,也自然带动了对手机充电宝、手机数据线等周边产品的高频依赖。要是手机电量低于5%,估计整个...
介绍: 你好,我是李攀,欢迎来到硅谷新发现。今天是我们的硅谷情报局时间,每期一个话题,为你搜罗最前沿的科技情报,解读最新最热的行业话题。
如果说某件物品对现代人最重要的话,那估计非手机莫属了。现代人可以说,离了手机就活不了了。因此,也自然带动了对手机充电宝、手机数据线等周边产品的高频依赖。要是手机电量低于5%,估计整个人一天都不好了吧。
但是,你有没想过,如果有一天,你的心跳也能给手机充电了,那我们是不是就不用再担心没带充电宝了呢?你别说,科学家们就在研究,如何让我们的心跳,能够给手机充电。
在研究心跳如何充电之前,我们不妨说说,为什么人体为什么能产生电呢?很简单,因为人体本身是会产生能量的。从身体散发的热量,到肢体运动,乃至我们日常的呼吸,都是可以产生能量的,人的心脏每年跳动超过4000万次,这些能量都在人体内作为热量消散了。
所以,麻省理工学院的材料与科学家与工程师们,正在研究如何把人在振动、压力和其他机械行为情况下产生的热量转换为电能。
科学家们计算过,人的日常呼吸大约会产生 0.83 瓦的功率,而来自人体的热量可以高达 4.8 瓦,和一个人手臂一天内的的动作,更是可以高达60瓦。
与这些功率相对应的是,来看看我们智能手机日常需要的功率,其实并不大,手机从待机状态到打电话两小时,所需功率是零点几瓦到几瓦不等。
这么看来,如果自己体内能发热,再转成电量的话,似乎可以完全满足吧?
听起来是不是很不错?那到底如何实现呢?麻省理工学院的工程师们在研究的就是希望通过不同的能量收集方法,把这些能量转化为电量。一种是将人体的体热转换为电能,另一种是开发可穿戴的压电能量收集器。
这两种转换方式,都跟一个词有关:压电。压是压力的压,电就是电流的电。简单说就是,压电材料在压力作用下会产生电信号,这是因为材料产生形变时生成电流与电压导致的。
麻省理工学院的教授和工程师们就正在开发可以粘在器官和肌肉上的装置,这样的话,一旦器官和肌肉发生震动、收缩时,压电材料中包含与皮肤弹性相似的高聚物,它们可以与皮肤相适应,与皮肤同步发生拉伸和形变,这样就自然会产生正负电荷,电压和电流。通过收集这些能量,从而给电池充电。
可能你听到这里会有点懵,我再简单解释一下。就是说,我们的器官和肌肉上粘着一种压电材料,它跟我们的皮肤和肌肉发生同步的拉伸和挤压,从而材料产生了正负电荷、电压和电流,把这些电流收集起来,就能够尝试给其他设备供电了。
目前,这些压电材料制造的电量收集装置已经在牛、羊和猪等动物身上进行了测试,因为所有动物的心脏大小与人的大小是相近的。
从现实角度来看,让心跳给手机发电可能不一定如此紧迫,但是对于病人来说,确实值得被期待的。
你知道心脏病人体内植入了心脏起搏器的话,起搏器的电量耗尽时怎么办吗?很简单,打开病人胸腔,进行置换。
对于病人来说,如果起搏器的电池寿命够长的话,就可以减少更换次数,这样患者不仅少接受手术,还能减少感染发生机率。有研究表明,心脏起搏器更换 发生感染的机率是初次植入时的3倍。
所以,对大多数可穿戴和可植入设备的用户来说,产品的主要缺点就是电池的容量太有限。这限制了设备的长期使用。比如,心脏起搏器,基本上平均6到10年会面临电量耗尽的情况。
除了内在器官的震动、挤压生成电流之外,科学家们还希望把这些压电材料做成的设备,放在人的身体上,比如膝盖或肘部等关节,或穿在鞋子、裤子或内衣上。这样,当人在走路或弯曲手臂时这类举动产生压力时,也可以把电量收集起来进而为电子设备发电了。
目前,科学家们正继续 在动物身上验证其可靠性和稳定性,以及使用哪种材料才真正对人体没有毒副作用。可以说,是科技的发展带来了对佩戴甚至植入设备的希望,让人类的身体也可以变得更有能力。一旦假以时日实现,可以说这是从人体内到体外,真正实现人与物的互联了。
除了科学家们捣鼓人体体能转化给外在设备发电之外,硅谷的工程师们也希望让设备为人体做出贡献,其中很关键的一项就是做出疾病预测。毕竟,越来越多的智能设备已经随身了。
心电图检查我们应该都听说过,这是通过贴在人体胸部、手部和腿部的电极贴片,记录心脏电活动的一种检查,主要针对心脏血管疾病的诊断及治疗,比如心肌梗塞、心肌炎、心绞痛等。
但是,对于需要日常时不时诊断自己心率的病人来说,比如常见的心率不齐疾病——心房纤维颤动病人,移动的、便携式的、随时随地的心电图检查就变得很重要了。
美国食品和药物管理局批准的第一款 iPhone 配件就是一款袖珍式心电监护仪,它是硅谷一家叫 AliveCor 的公司制造的。将手机握在手里或放在胸上保持30秒,应用便会自动完成记录,并将记录的心电指数上传至服务器。
同时,这家公司还制造了一款配合苹果手表的表带,也就是说,不一定需要购买这家公司的专业设备,只要你有苹果手表,你的手指只需要按在表带的传感器位置,就能记录心电数据了。这个数据也会自动上传到苹果的健康应用数据里。
如今,苹果公司正通过苹果手表中的心率传感器,与斯坦福大学展开合作,为心脏研究收集大量匿名数据,比如患者的体重、日常活动、血压等。希望能够通过大数据对心脏疾病进行分析,从而预测心脏病发作,或者心力衰竭等症状可能出现的情况,也向医生发出警告,帮助医生决定病人下一步的诊断方案。
可以预测的是,手机或智能手表这些设备将会越来越改变疾病群体的诊断和治疗方式。尽管人体会对这些植入设备或者外接设备产生依赖,但一旦人体的能量能够以另一种方式介入这些设备的话,某种程度上人和设备就达到了一种有机循环,即人体依赖智能设备,而智能设备的充电也可以由人体提供。
你觉得这样的应用场景好吗?除了医疗之外,你觉得还能拓展到什么领域呢?欢迎大家留言讨论。好了,这期节目就到这里了,我们下期情报局,再见!
该节目为付费内容,扫描左侧二维码,
使用最新的安卓或iPhone版本购买后即可畅享。
服务条款| 隐私政策| 儿童隐私政策| 版权投诉| 投资者关系| 广告合作 | 联系我们
廉正举报 不良信息举报邮箱: 51jubao@service.netease.com
互联网宗教信息服务许可证:浙(2022)0000120 增值电信业务经营许可证:浙B2-20150198 粤B2-20090191-18 浙ICP备15006616号-4 工业和信息化部备案管理系统网站
网易公司版权所有©1997-2025杭州乐读科技有限公司运营:浙网文[2024] 0900-042号 浙公网安备 33010802013307号 算法服务公示信息