運(yùn)動能量收集：把你變成驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)的電源

　　記得科幻劇《Black Mirror》中的一個(gè)劇情——世界的運(yùn)行是建立在人類騎單車產(chǎn)生的能量之上。而哥倫比亞大學(xué)新近也開展了一項(xiàng)類似的關(guān)于人體能量收集的研究。他們的研究內(nèi)容沒有那么恐怖，但是他們發(fā)現(xiàn)如果將人類日常活動中（比如走路、開門…）的動能收集起來，轉(zhuǎn)化成的電能足以維持一些可穿戴設(shè)備對外部的數(shù)據(jù)連接。

　　可穿戴設(shè)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題。而現(xiàn)有電池和太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)都會受到場景的限制，運(yùn)動能量收集則是一種靈活、廉價(jià)的解決方案。

　　運(yùn)動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(dāng)人開始運(yùn)動時(shí)，身上佩戴的能量收集器中的彈簧就會帶動小裝置，在這一過程中壓電材料或者微電子機(jī)械系統(tǒng)會將動能轉(zhuǎn)化為電能。人體運(yùn)動的幅度和頻率越大，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(yùn)動會比一般的活動產(chǎn)生更多的能量。研究人員發(fā)現(xiàn)寫字和打開抽屜這樣的動作大約能收集到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(dāng)你有意識地去搖一個(gè)物體，產(chǎn)生能量可以達(dá)到3000微瓦（3毫瓦）以上。

　　下表是人體在日?；顒又挟a(chǎn)生的能量數(shù)據(jù)，包括休息、走路、跑步和騎車。你可以發(fā)現(xiàn)激烈的周期性運(yùn)動——走路和跑步能產(chǎn)生不少的能量。而騎車對應(yīng)的數(shù)據(jù)，如果你將能量收集器的佩戴位置向下調(diào)（比如放到腳踝上），這其中產(chǎn)生的能量會更多。

　　在他們的研究結(jié)果中，還有一些打破我們直覺的有趣發(fā)現(xiàn)：比如下樓梯比上樓梯產(chǎn)生更多的有效能量，因?yàn)榍罢咧w擺動的幅度更大；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(yàn)者比矮個(gè)試驗(yàn)者多產(chǎn)生20%的能量——這點(diǎn)在體重上也有類似的對應(yīng)。

　　總的來說，哥大的這項(xiàng)研究對運(yùn)動能量收集設(shè)備的生產(chǎn)和使用有極大的指導(dǎo)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(shù)據(jù)流無線傳輸?shù)礁浇脑O(shè)備——比如通過藍(lán)牙將健康管理數(shù)據(jù)傳給手機(jī)。同時(shí)，他們也發(fā)現(xiàn)一些物體，比如抽屜，書籍還有門因?yàn)槲樟巳说膭幽芡瑯右材苁占阶銐虻哪芰繉⑦B接到物聯(lián)網(wǎng)。

　　前一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)（相信目前應(yīng)該已經(jīng)有團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)）將會給Nike FuelBand和Fitbit這樣的設(shè)備帶來運(yùn)動能量收集的功能，并有望讓設(shè)備擺脫充電問題；而后一項(xiàng)則會使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更大范圍的擴(kuò)張。