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没电也能打电话 不用电池的手机问世
2017-07-19 作者: 萧潇/整理 来源: 经济参考报

  华盛顿大学约书亚·史密斯(Joshua Smith)实验室的研究助理瓦米斯·塔拉,最近展示了一台原型手机,这台手机很神奇,没有电池也能打电话。而且,手机只需要很少的电量就能运行,电流可以从空中传输。

  塔拉说:“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?我想很多人都会选择手机。不妨想象一下,假设你的手机电池没电了,你还可以发信息、打电话,是不是很有趣?”

  为了实现这个目标,研究团队需要对手机的一切功能重新思考,让手机在没有电池的情况下也能运行。

  我们知道,通过太阳能面板或者发光二极管,可以将光转化为电能。通过天线,射频TV和WiFi信号也可以变成电能。如果用这两种技术搭建一个混合系统,就可以生成几十微瓦的电流。但问题在于,传统手机需要的电力比这强几万倍,约为800毫瓦,否则无法打电话。

  这是研究团队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。

  实验室负责人约书亚·史密斯早前曾成立了一家名叫“Jeeva Wireless”的创业公司,将所谓的“被动WiFi”(passive WiFi)技术进行商用。然而,被动WiFi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的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。

  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,可以连接到数字移动网络。目前,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WiFi路由器或者放进手机信号塔。塔拉说:“这样也许可以扩大覆盖范围。”

  不过,这一手机离商用还很遥远,手机上面只有一块简单的触摸感应数字垫,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,这台手机的语音通话不太方便。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,而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。

 

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