华盛顿特区，2019年7月17日 - 想象一下，通过步行为您的设备供电。随着最近由香港中文大学的一组研究人员开发的技术，这种可能性可能并不遥远。

该小组描述了AIP出版社的应用物理快报中的技术。能量采集器连接到佩戴者的膝盖上，并且在佩戴者行走时可以产生1.6微瓦的功率，而不会增加任何力量。能量足以为健康监测设备和GPS设备等小型电子设备供电。

“自供电GPS设备将吸引登山者和登山者的注意力，”机械和自动化工程系教授廖伟新说。

研究人员使用了一种特殊的智能超细纤维材料，通过任何类型的弯曲产生能量，创造出一种滑块曲柄机构 - 类似于驱动电机的机制。与大多数其他人体关节相比，由于膝关节的大范围运动，作者选择将该装置连接到膝盖。

“这些收割机可以直接从大变形中获取能量，”廖说。

由于穿着者走路时材料会连续来回，每次膝盖弯曲时，装置会弯曲并发电。据廖说，这意味着收割机可以“通过人体膝盖的自然运动捕捉生物力学能量”。

以前的可穿戴式能量采集器利用了由于运动而在设备中引起的振动，这带来了效率方面的缺点。“人类行走的频率很慢，这大大降低了能量采集能力，”廖说。由于该组的设备使用不同的方法，因此绕过了此限制。

原型重量仅为307克(0.68磅)，并在人类受试者身上进行测试，行走速度为每小时2至6.5公里(每小时约1至4英里)。研究人员比较了佩戴者在使用和不使用装置时的呼吸模式，并确定行走所需的能量不变，这意味着该装置正在为人类免费发电。

研究人员注意到高效，可穿戴能量收集器的优势，并着眼于该技术的未来商业化。

“自供电设备可以让用户摆脱不方便的日常充电，”廖说。“这种能量采集器将促进自供电可穿戴设备的发展。”