利用温差发电解决未来可穿戴设备供电难题

人民网上海9月18日电 2020年，戴森设计大奖中国大陆地区参赛作品数量创下历史新高，共收到300多项创新发明作品，作品总数在27个参赛国家及地区中排名第一。近日，来自中国重庆大学计算机专业的刘森昊及其团队设计、研发的“Start Now一触即发”，凭借独特的创新性和可持续性脱颖而出，摘得2020年中国大陆地区戴森设计大奖冠军。这批年轻工程师，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。获奖作品主打一款新型柔性高效温差发电器，能够自行充电，高效发电，长时间续航，大幅节省设备功耗，与相关技术对比单位功率成本降低约为51.56%，同时降低废弃一次性电池带来的环境污染。

戴森设计大奖是一项国际性的设计与工程大奖，旨在嘉奖、鼓励和启发新一代的设计工程师。它面向所有工程专业或设计专业的大学生和新近毕业生开放征集。该奖项由戴森公司设立的慈善机构詹姆斯·戴森基金会主办，基金会的目标是激发更多的年轻人从事设计工程行业。该项大奖的主旨是针对某一特定问题设计解决方案。这个问题可以是困扰普通人日常生活的小麻烦，也可以是全球性的重大难题。最重要的是，解决方案需要切实有效并展现巧妙的设计构思。

目前，全球电池市场都面临原料资源枯竭、价格昂贵且消耗迅速、对环境造成严重污染等痛点。与此同时，全球范围内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》指出，仅2020年第一季度即出货7260万台。占据市场主流的锂电池生产量与使用量随之骤增，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，尤其针对助听器和人工耳蜗一类需长时间工作的小型设备。此外，可穿戴设备在柔性器件等领域也受限于技术瓶颈。

刘森昊说：“现有市场上许多医疗设备都需持续性供电，但现有电池耗电速度快、持续成本高昂、一次性电池使用造成的环境污染严重。我们团队便思考利用人体生物能，为医疗设备持续性供电，解决残障人士、老幼群体、运动爱好者、边远地区人群等目标受众日常生活中的实际问题。”

大奖中国区评审对获奖作品给予高度评价。同济大学设计创意学院院长娄永琪教授：“这项设计关注到社会对可穿戴设备使用需求的增加和使用过程中的实际问题，也综合考虑了续航、安全、环保等各方面的因素。”清华大学美术学院副院长赵超教授：“我认为这项设计具有推动可穿戴医疗设备迭代发展的潜能，在技术专利的支撑下，能够将电池产品适配到更多的可穿戴设备中，符合大赛解决实际问题的主旨。”上海交通大学设计学院副院长韩挺教授：“我所了解的戴森，一直致力于解决他人容易忽视的问题，鼓励设计驱动创新。我很高兴首次参与戴森设计大奖的评审，就看到这样兼具实用性、可持续性和可实现性的创新设计。”浙江大学工业设计系主任柴春雷教授：“从这个作品中可以看出，学生在‘解决问题’上做出了很大的努力。它不仅将技术和设计融合，更是提出了很有意义的解决方案。”东南大学工业设计系主任薛澄岐教授：“我认为工业设计实际上就是关注人，一方面我们要通过技术、科技来解决问题，另一方面，我们的产品和服务最终抵达的用户是人。这项设计很好地照顾到残障人士、老幼群体等弱势人群的使用体验，具有改善人们生活的潜力。”

Start Now团队表示，目前他们已经完成第二代技术研发。未来，他们计划继续打造医疗穿戴设备系统电源中心端，让温差发电能够应用于人体植入医疗器械、需要较大功率的医疗设备等，产品形态也将由现有对称式蝶形结构贴合肩胛的背部穿戴设备发展到，充电腰带、充电手环等其他可穿戴设备。