为了解决能量来源问题,研究人员进行了“开源”,为无电池手机寻找了两个能量源。一种是从31英尺外的基站传输过来的无线电信号中获取能量,另一种是利用手机中一粒米大小的太阳能电池来利用光能发电。利用光能发电能让手机与50英尺之外的基站进行通讯,从而维持手机的正常运行。
为什么没有不用充电的手机?
对于这样一款没有屏幕且功能简单的手机来说,只需要几毫瓦的电量就能解决。如果深入研发,加上屏幕和其他功能,这款手机的到来无疑会给生活带来巨大改进。研究过程中,华盛顿大学教授用原型机进行了通话,不仅能通话,还能正常接收信号,具备了手机一些基本功能。如果真正实现量产,买到一款手机可满足一辈子续航,再也不用担心充电问题。
该研究团队计划开发一套新的语音传输和接收方案,以保证手机能正常运作。同时,他们研发的基站技术未来有望集成在标准蜂窝网络基础设施和WiFi路由器中。华盛顿大学电气工程系的教授Joshua Smith表示,这种无电池设计方案令人激动,相信会影响未来的设备发展。
实际上,通过无线电或者太阳能获取的能量十分有限,大约在1-10微瓦左右。这就导致一些部件不能持续运行,比如只能读取一部分信息后休眠几分钟再继续运行。如果这在通话过程中发生,无疑是一场噩梦。目前这款无电池手机作为一款功能机而言还是残缺的,距离商用还有一段不短的距离。
华盛顿大学的Shyam Gollakota副教授表示,他们设计出了世界上第一款功耗几乎为零的功能手机。研究团队在印刷电路板组成的原型设备上验证了这一设计,该原型机实现了基本通话、数据传输及按键输入功能。测试视频中可以看到研究人员使用Skype接打电话和实现呼叫等候,证明了其基本功能的可行性。
对于大多数人来说,手机续航能力至关重要。如果手机性能强悍但续航弱,那也没什么用处。随着手机外观越来越精致,电容量也越来越小,虽然融入了超级快充,但频繁充电对手机不好。为了改善这一问题,研究者开始研究如何让手机不用充电或降低充电时间。华盛顿大学研究者提出的新方案,声称不需要电池即可正常使用,令人惊讶。
目前这款手机已有最初的原型机款,内部没有复杂元器件和功能,甚至没有屏幕,只保留了打电话和发短信的功能,因此功耗非常低。即使是低功耗也需要电量来源,这些电来自于整合周围的光或无线信号。周围的无线电信号和WiFi等成为了这款手机的电量来源,解决了基本的供电问题。
现在的智能手机充电问题确实让人头疼,厂商们一直在找解决办法,从OPPO的快充到苹果三星的无线充电,再到共享充电宝,但这些都还不够完美。最近美国华盛顿大学的研究团队发明了一款无需充电的无电池手机,它声称能实现永久续航,这听起来简直像天方夜谭,但背后其实有科学依据。
不过,这款无电池手机目前还有美中不足的地方,它还不能同时发送和接收语音,用户必须按住特定按钮来呼叫或通话,这更像是一部对讲机而非传统手机。虽然号称功耗几乎为零,但原型机的功率预算为3.5微瓦,对于没有电池的手机来说,这依然是一个需要克服的大问题。
这款无电池手机的核心原理是“开源节流”。首先是节流,研究团队重构了手机设计,消除了蜂窝传输中极为耗电的步骤,即把声音模拟信号转化为数字数据的过程。他们利用麦克风或扬声器产生的微小振动,将其转化为由基站发出的标准无线电信号变化,从而将语音模式编码反射到无线电中,这个过程几乎不消耗任何功率。