在追求更加智能化、便捷化的现代生活中，可穿戴设备扮演着越来越重要的角色。然而，电池作为可穿戴设备的重要组成部分，一直以来都限制着设备的设计创新与用户体验的提升。频繁充电、电池寿命短、废弃物处理等问题，使得人们对可穿戴设备的未来充满了期待与疑虑。近日，卡内基梅隆大学的研究团队传来喜讯，他们成功开发出了一项名为“Power-over-Skin”的技术，这项技术能够利用人体自身产生的射频能量为可穿戴设备供电，有望彻底摆脱对电池的依赖，开启可穿戴设备的新纪元。
一、技术原理与应用
“Power-over-Skin”技术的核心在于利用人体自身产生的射频能量，这些能量主要来源于人体内部的电磁活动，如心脏跳动、肌肉收缩等。这些活动会产生微弱的射频信号，而“Power-over-Skin”技术正是通过特制的“接收器”来捕获这些信号，并将其转换为电能，从而为可穿戴设备供电。
图：卡内基梅隆大学“皮肤供电”技术实现1.53 mW功率传输
这项技术的接收器设计独特，不仅具有电容性，能够轻松穿透衣物，实现与人体皮肤的紧密贴合，而且其体积小巧，未来甚至有望被集成到智能手机、智能手表等更广泛的设备中，实现真正的无电池化。
研究人员已经使用多种设备展示了这项技术的可行性。例如，他们开发了一款带有操纵杆的蓝牙戒指，通过“Power-over-Skin”技术供电，用户可以通过简单的手势来控制手机、电脑等设备；还有一款记录用户健康数据的医疗贴片，能够实时监测用户的心率、血压等生理指标，并通过无线方式将数据发送到手机或云端；此外，他们还研发了一款带有屏幕的防晒贴片，不仅能够提供防晒功能，还能显示时间、天气等实用信息。未来，这项技术还可以应用于VR/AR头显、智能眼镜等新型可穿戴设备，为用户带来更加丰富、便捷的体验。
图：研究人员发现，人体能够高效地产生 40 MHz 的射频能量
二、技术优势与市场潜力
“Power-over-Skin”技术的最大优势在于其能够为几乎任何可穿戴设备提供电力，从而消除对电池的需求。这不仅减轻了设备的重量和体积，使得可穿戴设备更加轻薄、时尚，而且减少了对稀土矿物等有限资源的依赖，更加环保可持续。
虽然这项技术目前仍处于早期阶段，但其市场潜力巨大。随着人们对可穿戴设备的需求不断增加，以及技术的不断成熟和完善，相信“Power-over-Skin”技术将会在未来的可穿戴设备市场中占据一席之地。它可以为各种可穿戴设备供电，从简单的手表、项链到复杂的健身追踪器、医疗设备，甚至可能扩展到智能家居、智能交通等领域。当然，由于人体产生的能量有限，因此这项技术的适用范围主要局限于功耗相对较低的设备。
三、实验结果与效率
为了验证“Power-over-Skin”技术的可行性和效率，研究人员进行了大量的实验测试。他们选择了四种不同的发射器位置：右脚底、腹部、左腕和脸部（可能适用于AR/VR头显等面部佩戴设备）。对于每种发射器位置，他们又设置了六个不同的接收器位置：右脚踝、颈后、胸骨、左右肱二头肌和左食指，这些位置通常是可穿戴设备的常见佩戴位置。
实验结果显示，当发射器和接收器距离最短时，设备的平均功率最高，达到了1.53 mW；而当距离较远时，平均功率则相对较低，最低仅为5.3 μW。此外，研究人员还发现，虽然“Power-over-Skin”技术可以透过衣服传输能量，但传输效率会受到一定影响。因此，为了确保最佳的传输效果，建议在使用时尽量保持发射器和接收器的紧密贴合。
四、编辑观点与观察
作为一名科技观察者，中国出海半导体网小编深感“Power-over-Skin”技术的出现是一次重大的技术创新和能源利用的革命。它不仅解决了可穿戴设备电池续航的难题，使得设备更加便捷、舒适，而且推动了环保理念在科技领域的深入实践。我相信，随着这项技术的不断发展和完善，它将会在未来的可穿戴设备市场中发挥越来越重要的作用，为用户带来前所未有的体验。
五、结语
卡内基梅隆大学的“皮肤供电”技术无疑为无电池可穿戴设备的未来奠定了坚实的基础。它不仅证明了利用人体产生的射频能量为设备供电的可行性，而且为未来更轻巧、更便捷的可穿戴设备开辟了新的可能性。随着技术的进一步发展和完善，我们有理由相信，可穿戴设备将进入一个全新的时代——一个无需电池、更加自由的时代。在这个时代里，可穿戴设备将不再是束缚我们的负担，而是成为我们生活中不可或缺的助手和伙伴，共同创造更加美好的未来。
