2024年3月12日发(作者：阎希慕)

运动能量收集：把你变成驱动物联网的电源

　　记得科幻剧《Black Mirror》中的一个剧情——世界的运行是建立在人

类骑单车产生的能量之上。而哥伦比亚大学新近也开展了一项类似的关于人体

能量收集的研究。他们的研究内容没有那么恐怖，但是他们发现如果将人类日

常活动中（比如走路、开门…）的动能收集起来，转化成的电能足以维持一些

可穿戴设备对外部的数据连接。

 　　可穿戴设备和物联网想要得到普及，电池是这其中必须要解决的问题。

而现有电池和太阳能转化技术都会受到场景的限制，运动能量收集则是一种灵

活、廉价的解决方案。

 　　运动能量收集的方案可以是一个一定重量的小装置连接到弹簧。当人开

始运动时，身上佩戴的能量收集器中的弹簧就会带动小装置，在这一过程中压

电材料或者微电子机械系统会将动能转化为电能。人体运动的幅度和频率越大，

那么产生的能量就越多。

 　　比较容易理解的一点是，具备周期性的运动会比一般的活动产生更多的

能量。研究人员发现写字和打开抽屉这样的动作大约能收集到10-30微瓦的能

量；走路产生的可收集能量范围在100-200微瓦；而当你有意识地去摇一个物

体，产生能量可以达到3000微瓦（3毫瓦）以上。

 　　下表是人体在日常活动中产生的能量数据，包括休息、走路、跑步和骑

车。你可以发现激烈的周期性运动——走路和跑步能产生不少的能量。而骑车

对应的数据，如果你将能量收集器的佩戴位置向下调（比如放到脚踝上），这

其中产生的能量会更多。

2024年3月12日发(作者：阎希慕)

运动能量收集：把你变成驱动物联网的电源

　　记得科幻剧《Black Mirror》中的一个剧情——世界的运行是建立在人

类骑单车产生的能量之上。而哥伦比亚大学新近也开展了一项类似的关于人体

能量收集的研究。他们的研究内容没有那么恐怖，但是他们发现如果将人类日

常活动中（比如走路、开门…）的动能收集起来，转化成的电能足以维持一些

可穿戴设备对外部的数据连接。

 　　可穿戴设备和物联网想要得到普及，电池是这其中必须要解决的问题。

而现有电池和太阳能转化技术都会受到场景的限制，运动能量收集则是一种灵

活、廉价的解决方案。

 　　运动能量收集的方案可以是一个一定重量的小装置连接到弹簧。当人开

始运动时，身上佩戴的能量收集器中的弹簧就会带动小装置，在这一过程中压

电材料或者微电子机械系统会将动能转化为电能。人体运动的幅度和频率越大，

那么产生的能量就越多。

 　　比较容易理解的一点是，具备周期性的运动会比一般的活动产生更多的

能量。研究人员发现写字和打开抽屉这样的动作大约能收集到10-30微瓦的能

量；走路产生的可收集能量范围在100-200微瓦；而当你有意识地去摇一个物

体，产生能量可以达到3000微瓦（3毫瓦）以上。

 　　下表是人体在日常活动中产生的能量数据，包括休息、走路、跑步和骑

车。你可以发现激烈的周期性运动——走路和跑步能产生不少的能量。而骑车

对应的数据，如果你将能量收集器的佩戴位置向下调（比如放到脚踝上），这

其中产生的能量会更多。