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手机没电也可以打电话?研究者开发不用电池的

  新浪科技讯 北京时间6月29日消息,瓦米斯·塔拉是约书亚·史密斯(Joshua Smith)实验室的研究助理,约书亚·史密斯在华盛顿大学研究计算机科学与电子工程。最近,塔拉展示一台原型手机,这台手机很神奇,没有电池却可以打电话。手机只需要很少的电量就能运行,电流从空中传输。

  史密斯说:“如果让你挑选一款设备,让它摆脱电池的束缚,你会选择什么设备?手机是其中最实用的设备之一。现在不妨想像一下,假设你的电池没电了,你还可以发文本信息、打电话,又会怎样呢?”

  为了实现目标,我们需要对手机的一切功能重新思考。要让手机在没有电池的情况下运行,手机只能从周围环境中汲取能量。

  通过太阳能面板或者发光二极管,环境光可以转化为电能。通过天线,射频TV和Wi-Fi广播信号可以变成电能。如果用两种技术搭建一个混合系统,就可以生成几十微瓦的电流。问题在于传统手机需要的电力强几万倍,约为800毫瓦,否则无法打电话。

  如何通信?这是团队需要解决的第一个问题。史密斯实验室开发了一种名叫“Backscatter”(反向散射)的技术,它可以将进入设备的无线电波反射出去,使设备具备通信能力,原理和受伤的徒步者利用太阳、镜子发送SOS信号差不多。史密斯成立了一家名叫“Jeeva Wireless”的创业公司,将所谓的“被动Wi-Fi”(passive Wi-Fi)技术商用,其意思就是“面向超低能耗Wi-Fi设备的数字反向散射技术”。然而,被动Wi-Fi技术提供的电力还是无法满足手机的要求。

  塔拉称:“将人的语音转化为数字信号需要消耗很多的电能。如果可以采用模拟技术通信,能源效率就会高很多。”手机虽然是用数字信号拨号的,但是在语音通话过程中反向处理却是模拟的。

  虽然发明了模拟反向散射技术,不过史密斯深知他的技术是根据一种间谍技术发明的,这种技术在冷战时曾经使用过。1945年,苏联将一个美国大纹章雕像送给莫斯科美国大使馆。里面放了音频元件,只有当无线电波的频率匹配时才会激活,它用无线电波运行。

  和间谍设备一样,塔拉开发的手机有一些关键组件也是放在远处的,这样可以降低能耗。附近的基站有转化电路,连接到数字移动网络——目前通过Skype连接。原型手机基站使用未授权的频段,只能用于低功耗传输。因为手机要靠信号收集能量,所以离基站的距离不能超过15米。

  如果要将手机商用,电路可以植入家用Wi-Fi路由器或者放进手机信号塔。塔拉说:“手机信号塔的功率高一百倍,也许可以扩大覆盖范围,达到1000米的距离。”

  手机离商用还很遥远,上面只有一块简单的触摸感应数字垫,只有当按键按下时小小的红色LED才会短暂显示信息。如果安装更大的触摸屏,需要400毫瓦的电流,比塔拉目前开发的手机高出10万倍。

  还有一点更重要:语音通话不方便。通话时你必须按下按钮,就像对讲机一样,在听与讲之间转换,像普通手机一样持续通话几乎不可能。

  塔拉表示,下一代设备的通话质量会更好,会用电子墨水屏幕显示文本信息,可能还会安装摄像头。史密斯则表示,原型手机是用现成组件开发的,比普通手机便宜很多。如果大规模制造,成本会更低。(星海)




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