单一电源无线供电多穿戴设备

穿戴技术进步正在重塑我们的生活、工作、娱乐方式，以及医疗服务的提供与接收。融入日常生活的穿戴设备包括智能手表、无线耳机；医疗领域常见设备包括可穿戴注射器、心电图（ECG）监测贴片、助听器等。

使用这些穿戴设备的一大痛点是如何方便、妥善地为它们供电。随着个人使用穿戴设备数量增加，为多块电池充电的需求随之上升，消耗大量电力。许多用户觉得每天给多个设备充电麻烦，电池耗尽导致的服务中断也不便。

新加坡国立大学（NUS）健康研究院研究团队开发了解决方案。其技术使单个设备（如口袋里的手机）利用人体作为介质，无线为用户身上其他穿戴设备供电。该新系统还有一个优势：能从典型家庭或办公环境中的电子设备收集未用能量为穿戴设备供电。

为延长电池寿命、维持穿戴设备完全自主无线运行，能量收集和无线传输方法很理想。然而，传统为身体区域穿戴设备供电的方法受限于功率传输距离、能量无障碍传输“路径”、能量传输稳定性。因此，现有方法都无法为分布在全身的穿戴设备提供持续供电。

NUS团队决定反其道而行，设计收发系统利用无线供电中的障碍——人体——作为功率传输和能量收集介质。每个接收器和发射器包含一个芯片，作为延伸覆盖全身的跳板。

用户只需将发射器放在单一电源上（如手腕上的智能手表），多个接收器可放在人体任意位置。系统利用该电源通过体耦合功率传输为用户身上多个穿戴设备供电。这样用户只需给一个设备充电，身上其余设备可同时从该单一能源获电。实验显示，单一满电电源可为身上多达10个穿戴设备供电超10小时。

作为补充电源，NUS团队还研究环境能量收集。研究发现典型办公和家庭环境存在寄生电磁（EM）波，人们持续暴露其中，如运行中的笔记本电脑。团队新颖的接收器搜集环境EM波，通过体耦合供电过程，人体能收集此能量为穿戴设备供电，无论设备位于身体何处。

Yoo教授谈团队方法优势：“电池是穿戴设备最昂贵组件之一，且增加体积。我们独特系统有潜力省去电池，使制造商能微型化设备并大幅降低生产成本。更令人兴奋的是，无电池束缚，我们的发展能催生下一代穿戴应用，如心电贴片、游戏配件、远程诊断。” NUS团队将继续提升收发系统供电效率。

联系人：Carolyn Fong女士 carolyn.fong@nus.edu.sg.

传感器