不用電池的智能“永動機”？

王煜

越來越多的智能設備給人們的生活帶來便利，甚至有融入人類身體的趨勢。但充電和更換電池一直是讓人明顯感覺不便之處。如果說有一款可以完全不用電池的智能電器，是不是覺得有點不可思議？不過，這已經成為現實。

真的可以“不用電池”？

這項技術由美國團隊開發，目前運用于一款叫做iFind的智能防丟器。通過藍牙與手機通訊的智能防丟器并不是一個新概念，國內外都有已上市或已發布的同類產品。通過手機APP，找東西、防盜、讓眾人一起來找東西或者搖晃防丟器反向找手機，這些功能為人熟知。不過，“不用電池”這是首創。它究竟是怎么做到的？

當然，世界上并沒有真正的永動機。該產品研發機構的聯合創始人汪張揚向記者透露，這是采用了電磁能量收集（Electro-magnetic Energy Harvesting）技術。

“我們四周的空氣中充滿著無數的電磁波，比如手機信號、電視信號、廣播信號等，以及防丟器與手機通訊時的藍牙電磁波能量，這些都可以被收集起來作為驅動機器的電流?！蓖瑫r，電磁能量收集時需要進行頻率匹配，iFind主要是收集與手機通訊時的藍牙電磁波能量；如果其他的電磁波頻率與藍牙相近，它的能量也可以被捕獲下來。

當iFind 接收到手機藍牙指令時，這條電磁信號本身就能為iFind供電，這個電量不僅完全可以支撐本次通訊，也能被存儲下來供以后使用。日常不用時，iFind也會自動收集環境中的電磁能量。這樣一來，用戶就可以完全忘了電池這回事兒。而以前，他們在使用同類產品時，過幾個月就得自行換一次電池，或者要把防丟器寄給廠家并支付額外費用讓后者代為更換，相當麻煩。

汪張揚是美國伊利諾伊大學香檳分校電氣與計算機工程系在讀博士。在他的研究領域里的一個共識是：電磁能量收集對解決電子設備能源問題意義重大。尤其在人們對各種智能設備依賴度很高的當下，電量續航一直是直接影響使用體驗的關鍵問題。干電池、鋰電池、燃料電池……電池技術的發展似乎已經跟不上人們對續航時間和便攜性的同步要求。

通俗地來說，用一個大容量的“蓄電池”來收集電磁能量是很容易實現的，但一般情況下，容量越大，它的電量也會流失得很快，就會帶來電池壽命以及更換的問題。因而以投入生產的角度考慮，需要提高能量收集率、降低流失率，同時兼顧體積小巧。

以前，RFID技術的IC卡等也可以做到無源通訊。IC卡通訊的耗能小，通訊距離只有幾厘米。達到藍牙級別的通訊距離和耗能水平的無源通訊設備，汪張揚認為iFind是全球首款。這是技術團隊通過對藍牙天線、能量收集電路和存儲設備等方面的一系列基礎優化和自主創新做到的。他說，相關技術已在美國、歐盟和中國申請多項專利。

由于去掉了電池以及供電電路，這款防丟器可以做得非常小巧輕薄。汪張揚向記者提供的產品數據是32 x 27 x 2.4mm，這樣的面積比1元硬幣略大一些，而厚度與一枚硬幣相當，看上去像一塊吉他撥片。相比之下，美國的另一款早期上市的智能防丟器，三圍達到35x35x5mm。而這些部件的去除也直接降低了產品的成本，讓他們可以把價格控制到比美國大多數同類產品便宜最少三分之一。

技術的深挖和拓展

“我們是一個技術驅動型的團隊?！蓖魪垞P對自己和伙伴們如此定義。他介紹說，iFind是團隊對自身核心技術的第一款產品化嘗試。在這之后，除了對產品本身的開發和完善，他們也在考慮把這項技術通過電路內植，用于更廣闊的市場。

汪張揚向記者列舉了他眼中“不用電池的藍牙通訊”可能進入的幾個應用場景：一是小孩和老人的防走丟器，這種情況下防丟器就不能繼續做成像個撥片一樣掛在人身上了，“不然像個狗牌，看上去太生硬了”。另外一個應用方式是寵物的防丟，可以和檢測寵物身體健康狀況結合在一起，還能通過APP實現“寵物社交”的功能。再比如，女性的項鏈、耳環等裝飾品，數量一多，想找到具體的某一件很難，防丟器是需要的，但是肯定不能再掛個牌子到這些東西上，不然很影響美觀，沒法再佩戴，這時候最理想的是將電路直接植入飾品中。

在汪張揚看來，他們研發技術的應用目的在于延長智能設備的待機時間。團隊正在攻關的另一項技術是GPS信號的能量收集?！坝肎PS信號來定位的應用是相當廣泛的，但連接GPS又很耗電。如果做到GPS信號本身還可以給移動設備充電，這簡直太棒了?！边@同樣必須做到像iFind一樣“不用電池”且輕便可攜帶，“不能讓我們的用戶一邊用著GPS一邊還要揣著專門為此準備的移動電源吧?！蓖瑫r，在前面提到的用于找小孩、老人以及寵物的電路內植場景中，人和動物的運動距離通常會大于藍牙的信號范圍，這也需要用到GPS。

近期，iFind開始在KickStarter眾籌，上線后取得了不錯的關注度，3天內籌資超過4萬美元，這讓汪張揚倍感振奮。根據該網站頁面上公布的信息，產品將在8月底9月初在美國上市。汪張揚在赴美求學和創業之前，畢業于中國科技大學；他的整個團隊中也有很多具有中國背景的人才，這讓他們也很希望把技術和產品帶回中國?！盁o論是進行技術授權還是自己開拓市場，我們都很愿意回國嘗試?！眅ndprint