人體運動能為物聯(lián)網(wǎng)運行提供能量

　　據(jù)收集人體運動能量的審計研究員說，大多數(shù)人能產(chǎn)生足夠的能量使數(shù)據(jù)以1Kb/s的速度連續(xù)不斷地傳送。

　　物聯(lián)網(wǎng)是一個構想的數(shù)據(jù)鏈接網(wǎng)絡,當日常物品配備微型識別設備時，這種數(shù)據(jù)鏈接就會產(chǎn)生。

　　比如，郵局里的每個包裹都會傳送它的位置、出發(fā)地和目的地等信息，這樣郵局就能有效地追蹤包裹，按路徑發(fā)送包裹。再如，超市貨架上的每個產(chǎn)品都能傳送其性質(zhì)、價格、保質(zhì)期等信息，這樣你的智能手機就會在你每次走進廚房的時候檢查冰箱和碗櫥里的食物，告訴你牛奶快喝完了等信息。

　　每一項新的應用都會使我們的日常貿(mào)易更加便捷，使我們的生活方式有所改變。把這些新的應用總合起來，我們會發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)將會完全改變我們與世界相互作用的方式。至少我們希望如此。

　　但是有一個問題:這些微型識別設備需要一個能量源。電池昂貴，使用電池是不現(xiàn)實的，所以計算機科學家希望能夠從環(huán)境中，尤其是從燈光和人體運動中收集必要的能量。

　　問題是通過這種方式能收集到多少可用能量。通過室內(nèi)燈光收集的能量(約50-100毫瓦/cm2)相對來說比較容易測量，但人體運動產(chǎn)生的能量卻很難估測。

　　這一想法激發(fā)了紐約哥倫比亞大學的Maria Gorlatova和他的同事的興趣，他們已經(jīng)測量了9天時間里40 個人活動所產(chǎn)生的慣量能量。他們給每個人配備了慣量能量收集設備，每一部份人還配備了一個必不可少的記錄器來記錄他們的運動。

　　他們說："應用我們掌握的所有知識研究出的這份數(shù)據(jù)集,收集了大量參與者的信息，是第一份公開的加速度數(shù)據(jù)集。"

　　他們還測量了物體運動所產(chǎn)生的可用能量，如收集門、抽屜和鉛筆所能產(chǎn)生的能量。

　　結(jié)果往往令人驚訝,有時還與直覺相悖。下面是一個關于主要研究發(fā)現(xiàn)的列表:

　　·周期運動所產(chǎn)生的能量最為豐富。3小時的飛行包括起飛、著陸、顛簸過程中，加速所產(chǎn)生的能量從來沒有多余5毫瓦，而寫鉛筆字則會產(chǎn)生更多的能量(10 - 15毫瓦)。

　　·大部分時間人類沒有產(chǎn)生能量的運動行為。人們在一天7%的時間里產(chǎn)生的能量占到總能量的95%。

　　·行走和室內(nèi)照明(約150毫瓦)產(chǎn)生相同的能量。跑步會產(chǎn)生大約800毫瓦的能量。

　　·有目的的震動會產(chǎn)生3500毫瓦的能量,是步行的30倍。

　　·雖然下樓梯比上樓梯輕松，但因為加速度的影響，下樓梯會比上樓梯產(chǎn)生更多的能量。

　　·身高高的人會比矮的人多產(chǎn)生20%的能量。

　　·能量輸出的區(qū)別在很大程度上與步行的量有關，而傳感器在身體上的位置卻影響不大。

　　·大多數(shù)人能產(chǎn)生足夠的能量(約5毫瓦)使數(shù)據(jù)以1Kb/s的速度傳送。

　　這是一組有趣的研究結(jié)果，工程師已經(jīng)在設計收集、存儲和使用能量的算法。Gorlatova和他的同事說這項工作將有助于盡可能高效地收集、存儲和使用能量。

　　除此之外,一個值得關注的問題是,我們什么時候能見到具有營利性質(zhì)的能量收集設備。也許首當其沖的就是市場上越來越多的人體運動傳感器。

　　像Fitbit和Nike智能健身腕帶這樣的設備，這些年一直在不斷地記錄成千上萬個人的日?；顒印，F(xiàn)在，這些公司的產(chǎn)品還需要安裝常規(guī)的充電電池或一次性電池，如何利用這一數(shù)據(jù)來改進這些產(chǎn)品是我們所關注的。

　　目前大量研究經(jīng)費已經(jīng)投入到計算設備的設計上，利用能量收集，使計算設備在較低的能量消耗水平上運行是需要我們考慮的另一個問題。

　　通過這一研究和其他研究，我們似乎可以很明顯地看到，物聯(lián)網(wǎng)的時代即將到來，如果我們已經(jīng)開始思考關于能量的問題，那么問題將不再是問題。