ZAKER|设计大奖让大学生脑洞大开,用皮肤和外界温差给可穿戴设备供电

摘要:从这件作品中可以看出 , 大学生不仅将技术和设计融合 , 更是提出了很有意义的解决方案 。
ZAKER|设计大奖让大学生脑洞大开,用皮肤和外界温差给可穿戴设备供电
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2020戴森设计大奖中国大陆评选最近揭晓 , 重庆大学学生团队设计、研发的“StartNow一触即发”夺得冠军 , 上海交通大学学生设计的软硬件作品“FISTFIX”获得亚军 。 这项国际性设计与工程大奖旨在培养、嘉奖新一代的设计工程师 , 要求工程、设计专业的大学生和新近毕业生针对某个特定问题设计解决方案 。
这项设计大奖在全球27个国家和地区进行评选 , 各个赛区的入围者可以晋级国际赛 , 角逐国际大奖冠军、亚军和可持续发展奖 。 今年中国大陆赛区共收到300多件创新发明作品 , 作品数量在27个参赛国家和地区中排名第一 。
在300多项作品中 , 重庆大学计算机专业学生刘森昊及其团队设计、研发的“StartNow一触即发”凭借独特的创新性和可持续性脱颖而出 , 夺得冠军 。 他们设想利用人体与外界温差发电 , 解决可穿戴设备的供电问题 。 获奖作品是一款新型柔性温差发电器 , 能够自行充电、高效发电 , 有望长时间续航 , 大幅节省设备功耗 。 “与相关技术相比 , 这种设备的单位功率成本降低了51.56% , 也降低了一次性电池带来的环境污染 。 ”刘森昊说 。
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谈及设计这件作品的缘起 , 刘森昊表示 , 全球可穿戴设备使用量逐年攀升 , 《全球可穿戴设备季度跟踪报告》显示 , 2020年第一季度就出货7260万台 。 随之而来的是 , 占市场主流地位的锂电池生产量和使用量也在骤增 , 但仍无法解决可穿戴设备内置电池容量小、续航能力差、需频繁更换等问题 , 尤其是助听器、人工耳蜗等一些需长时间工作的小型设备 。 如何让可穿戴设备获得源源不断的电流?重庆大学团队想到了人体生物能 , 希望用它为设备持续性供电 , 解决残障人士、老幼群体、运动爱好者等目标受众遇到的问题 。
他们利用塞贝克效应——热源和冷源之间形成温差 , 使n型和p型锑化铋中的载流子发生定向迁移现象 , 当加上外电阻(即电子设备)时 , 就会形成回路、产生电流 。 根据这个科学原理 , 他们将温差发电器放置在人体皮肤(热端)和环境形成的外界冷空气(冷端)之间 , 从而产生连续的电功率输出 , 进而给设备进行供电 。 为了给人工耳蜗持续供电 , 学生们选择温感较为明显又靠近耳部的肩胛骨位置 , 设计了一款能够紧密贴合肩胛骨的发电产品 。
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