運動(dòng)能量收集：把你變成驅動(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)展了一項類(lèi)似的關(guān)于人體能量收集的研究。他們的研究?jì)热輿](méi)有那么恐怖，但是他們發(fā)現如果將人類(lèi)日?；顒?dòng)中（比如走路、開(kāi)門(mén)…）的動(dòng)能收集起來(lái)，轉化成的電能足以維持一些可穿戴設備對外部的數據連接。

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

　　運動(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。當人開(kāi)始運動(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械系統會(huì )將動(dòng)能轉化為電能。人體運動(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；而當你有意識地去搖一個(gè)物體，產(chǎn)生能量可以達到3000微瓦（3毫瓦）以上。

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

　　在他們的研究結果中，還有一些打破我們直覺(jué)的有趣發(fā)現：比如下樓梯比上樓梯產(chǎn)生更多的有效能量，因為前者肢體擺動(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)的試驗者比矮個(gè)試驗者多產(chǎn)生20%的能量——這點(diǎn)在體重上也有類(lèi)似的對應。

　　總的來(lái)說(shuō)，哥大的這項研究對運動(dòng)能量收集設備的生產(chǎn)和使用有極大的指導意義。幾乎在他們的每個(gè)案例中，被試都能產(chǎn)生足夠的能量將數據流無(wú)線(xiàn)傳輸到附近的設備——比如通過(guò)藍牙將健康管理數據傳給手機。同時(shí)，他們也發(fā)現一些物體，比如抽屜，書(shū)籍還有門(mén)因為吸收了人的動(dòng)能同樣也能收集到足夠的能量將連接到物聯(lián)網(wǎng)。

　　前一項發(fā)現（相信目前應該已經(jīng)有團隊正在研發(fā)）將會(huì )給Nike FuelBand和Fitbit這樣的設備帶來(lái)運動(dòng)能量收集的功能，并有望讓設備擺脫充電問(wèn)題；而后一項則會(huì )使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現更大范圍的擴張。