林林總總的功能例如健康監測，非接觸交易，娛樂，生活助理等，為我們的生活提供便利。 然而，這些穿載式電子產品體積細小，限制了電池容量，令使用時間常常捉襟見射。 針對該問題，由香港中文大學（中大）機械與自動化工程學系主任廖維新教授車領的團隊，成功研發一套高功率人體動能電力採集的裝置，可內置於智能手錶和手環提供永續電力，免卻經常要充電的煩惱。
透過收集人體動能為手錶提供電力並非新事物，現時部分傳統手錶已有使用微電機經由機械直齒輪發電。 主要原理是用振盪器和微電機把動能轉換成電能，而齒輪則可提高輸入頻率，以增加發電效能。不過基於物理限制，例如機械齒輪結構不夠緊密，製造要求高，機械摩擦導致的損耗大等，容易出現故障，利用微電機與機械齒輪產生的電力亦只夠傳統手錶使用，無法滿足智能手錶的電力需求。
一直研發智能材料及能量採集的廖維新教授及其團隊，嘗試利用電磁組件取代機械直齒輪結構，以解決這一關鍵問題。團隊成員之一蔡明京博士表示：「肢體擺動頻率低，令動能採集效率不足。新研發的裝置使用磁性升頻器，可加大動作捕捉器的旋轉頻率，使電力採集系統能更有效地將人體動能轉換為電能，並提高輸出功率。
新裝置產生的電力是同類產品或研究的10倍。」在設計電力採集系統時，廖教授團隊在非常有限的空間加入動作捕捉器，升頻器，以及發電機組，並採用同軸佈置，令裝置結構高度緊密，減少能量損耗。測試結果顯示，整套系統體積僅有5立方厘米，但發電量高達1.74mW，功率密度是同類產品或研究的10倍，可滿足市場上眾多智能手錶和手環的電能需求。
此外，與機械齒輪不同的是，磁性升頻器使用電磁傳動，避免了因機械摩擦導致的能量損失，減少物理損耗。再者，磁性升頻器結構簡單，製作成本低，有利於大規模商業應用。
記者 許文光
