你好你好。我用沒(méi)有電池的電話打電話。在西雅圖華盛頓大學(xué)雜亂無(wú)章的實(shí)驗(yàn)室里，通過(guò)流行音樂(lè)和靜態(tài)音樂(lè)幾乎聽(tīng)不到Vamsi Talla的話。然而，在附近的安卓智能手機(jī)上可以聽(tīng)到它們的事實(shí)是革命性的，因?yàn)樗约旱氖謾C(jī)根本沒(méi)有電池。它從稀薄的空氣中吸取所需的能量。

手機(jī)原型是美國(guó)威斯康星大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和電氣工程研究員約書亞史密斯的研究助理塔拉的結(jié)晶?！叭绻且x擇一款設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)電池供電，你會(huì)選擇什么？”史密斯問(wèn)道?！笆謾C(jī)是最有用的物品之一?，F(xiàn)在想象一下，如果電池耗盡，你仍然可以發(fā)送短信和打電話?！?

為了實(shí)現(xiàn)這一愿景，我們需要重新思考當(dāng)今手機(jī)的幾乎所有功能。為了在沒(méi)有電池的情況下運(yùn)行，手機(jī)必須只依靠從周圍環(huán)境中收集的能量。

太陽(yáng)能電池板或光電二極管可以將環(huán)境光轉(zhuǎn)化為一束光。你可以用天線將射頻電視和無(wú)線廣播轉(zhuǎn)換成能量。使用這兩種技術(shù)的混合系統(tǒng)可以產(chǎn)生數(shù)十微瓦的功率。問(wèn)題是傳統(tǒng)手機(jī)在通話時(shí)消耗的電量是800毫瓦的幾千倍。

費(fèi)用

團(tuán)隊(duì)首先解決的是溝通。史密斯的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了一種稱為反向散射的技術(shù)，這種技術(shù)使設(shè)備能夠通過(guò)反射入射無(wú)線電波進(jìn)行通信，這有點(diǎn)像受傷的徒步旅行者用太陽(yáng)和鏡子發(fā)送求救信號(hào)。史密斯成立了一家名為Jeeva Wireless的初創(chuàng)公司，將他所說(shuō)的“無(wú)源Wi-Fi”商業(yè)化，這是一種用于超低功耗Wi-Fi小工具的數(shù)字反向散射技術(shù)。然而，即使是被動(dòng)的Wi-Fi也證明了它對(duì)于手機(jī)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)消耗了太多的電能。

Talla說(shuō)：“將模擬人類語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)會(huì)消耗大量電能。”“如果你能使用模擬技術(shù)進(jìn)行通信，你實(shí)際上可以提高能效?！币虼耍m然手機(jī)使用數(shù)字信號(hào)撥打號(hào)碼，但語(yǔ)音通話的后向散射過(guò)程完全是模擬的。

在開(kāi)發(fā)模擬反向散射時(shí)，史密斯意識(shí)到他實(shí)際上是在重新發(fā)明冷戰(zhàn)時(shí)期使用的間諜技術(shù)。1945年，蘇聯(lián)向美國(guó)駐莫斯科大使贈(zèng)送了一尊刻有美國(guó)大印的雕像。里面隱藏著一個(gè)音頻錯(cuò)誤，只有當(dāng)正確頻率的無(wú)線電波被照亮?xí)r才會(huì)被激活，并利用波本身的能量進(jìn)行操作。

史密斯說(shuō)：“我的父親在冷戰(zhàn)時(shí)期是一名間諜，所以當(dāng)我還是個(gè)孩子的時(shí)候，我就聽(tīng)說(shuō)過(guò)有大海豹的臭蟲的故事?！薄拔蚁胫滥M后向散射是否可以由軟件控制，并從好奇心轉(zhuǎn)化為人人都能使用的技術(shù)。”

像bug一樣，Talla手機(jī)的一些關(guān)鍵部件被遠(yuǎn)程放置以節(jié)省電量。附近的基站具有通過(guò)Skype進(jìn)行轉(zhuǎn)換并連接到數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前電路。原型基站使用未經(jīng)許可的頻率，僅限于低功率傳輸。因?yàn)槭謾C(jī)依靠這些信號(hào)進(jìn)行能量收集，所以距離基站只有15米。

對(duì)于電話的商業(yè)發(fā)展，電路可以建在家庭無(wú)線路由器中，或者更有可能建在傳統(tǒng)的電話塔中。塔拉說(shuō)：“一個(gè)真正的手機(jī)信號(hào)塔的功率是一百倍，可以將范圍擴(kuò)大到一公里?！?

瓦特出現(xiàn)

在此之前還有很長(zhǎng)的路要走。電話有一個(gè)基本的觸敏數(shù)字鍵盤，唯一的顯示屏是一個(gè)紅色的小發(fā)光二極管，當(dāng)按下一個(gè)鍵時(shí)，它會(huì)短暫亮起。大型觸摸屏需要約400毫瓦的功率，是Talla手機(jī)目前所需功率的10萬(wàn)倍。

最重要的是，語(yǔ)音通話仍然令人尷尬。你必須按下按鈕，采用隨身聽(tīng)的風(fēng)格在聽(tīng)和說(shuō)之間切換，通過(guò)靜電云維持對(duì)話幾乎是不可能的。

Talla承諾提供更好的通話質(zhì)量，為下一代設(shè)備上的短信提供電子墨水顯示屏，并可能會(huì)附帶一個(gè)攝像頭來(lái)自拍。史密斯說(shuō)，即使原型機(jī)是用現(xiàn)成的部件制造的，也比普通手機(jī)便宜得多。如果大規(guī)模建造，會(huì)更便宜。更好的是，你不用擔(dān)心把充電器留在家里。