充電酷科技:用噪音充電、把電池穿上身
充電酷科技:用噪音充電、把電池穿上身
2015.02.23 | 科技

充電技術五花八門,除了無線充電令人期待之外,還可以利用噪音充電、30秒快速充電……,Tommy Hilfiger甚至開發出貼有太陽能電池的外套,無奇不有,無電不充!

用噪音充電

諾基亞(Nokia)與英國倫敦大學瑪莉皇后學院(Queen Mary University of London)科學家合作,開發出一款可用環境中各種聲音充電的手機。該款手機運用壓電效應(Piezoelectric Effect),在手機裝置內建多顆奈米發電機,用氧化鋅奈米線,將空氣中震盪的音波轉化為電力。以後只要坐在吵鬧的咖啡廳、充滿人潮的車廂裡,甚至簡單通個電話,就可為手機充電。

科學家突破4年前的瓶頸,利用與諾基亞智慧手機Lumia 925同樣大小的能源採集原型機,以環境音產生了最高5伏特的電壓,可供手機一整天的用電需求。但目前這種充電方式仍處於實驗階段,離真正問世還需一段時間。

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(圖片來源:微軟官網)

30秒完成充電

以色列公司StoreDot利用奈米技術開發出一種電池Nanodots,就像生物有機胜肽分子,也像一塊高密度海綿,改變原有電池的充電行為模式,能迅速吸收電力並保存。StoreDot創辦人暨執行長邁爾斯多夫(Doron Myersdorf)表示,這是從未被開發過的新物質材料。

雖然目前原型產品的體積龐大,還無法應用在智慧型手機,但是StoreDot將在2016年完成小型化工作,有望實現在30秒內充飽足夠智慧型手機使用一天的電量,或在2至3分鐘內,就完成電動汽車充電。

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(圖片來源:影像截圖)

邊踩踏板邊充電

英國皇家藝術學院畢業生歐佛.坎費(Offer Canfi)設計出一種輕量型容器,用以儲存電力,腳踏車只要裝上一個簡單的附加裝置,就能與該發電系統相容。坎費發明的特殊車道會嵌入電子線圈,腳踏車經過時可以識別該車,並以無線方式傳輸電力,車道旁安裝的太陽能板則提供足夠電力維持系統運作。

這個車道不但不再需要電池,騎單車時還能順便幫背包裡的手機或筆電充電。目前快速充電的電容器尚未開始產製,但韓國與瑞典等地的公車已開始使用導電式充電道路。

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(圖片來源:offercanfi.com)

直接穿戴電池

知名美國服裝設計師及其同名品牌湯米.希爾費格(Tommy Hilfiger)打算設計一款貼有太陽能電池的外套,只要穿著這款外套出外曬太陽,就能為手機充電。

男款外套有7塊太陽能電池面板,女生則有10塊。這些太陽能電池面板是可拆卸的,當手機沒電時,再把面板裝上去發電即可。該款太陽能發電外套售價599美元(約1萬8,600元台幣)。

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(圖片來源:Tommy Hilfiger官網)

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(尊重智慧財產權,如需轉載請註明資料來源:《數位時代》第249期)
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導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?
導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?

當無人機、無人船失去衛星定位訊號,還能繼續完成任務嗎?這道問題不只考驗導航設備的精度,更牽涉不同技術如何搭配,才能兼顧成本、可靠性與實際部署需求。

要理解自主載具如何在衛星訊號中斷時持續導航,得先認識「慣性導航」。互宇向量執行長鍾宏彬拿棒球作比喻:投手把球投出去後,球沒有GPS或遙控器,仍會依照出手角度、力量與旋轉向前運動。慣性導航則透過感測加速度與旋轉變化,持續推算載具的姿態、速度與位置。不過,慣性導航的誤差會隨時間累積,衛星定位訊號一旦中斷,位置推算也可能逐漸偏移。因此,自主載具需要不同定位與感測技術相互配合。2022年成立的互宇向量,便從這項需求切入,協助客戶選擇適合的導航技術,並將系統整合到產品中。

先定義任務,再決定導航規格

「以終點當起點。」鍾宏彬如此形容互宇向量的產品開發原則。相較於先提供設備、再由客戶自行整合,互宇向量在開發初期便參與討論,了解客戶要完成什麼任務,再決定性能、材料、演算法與預算。這套方法稱為「前端部署」。

以無人機精準投送為例,客戶希望載具不只抵達指定區域,還能接近建築物完成投送。飛行距離、定位精度、是否有人遙控,以及衛星訊號中斷後需要自主運作多久,都會影響系統設計。互宇向量必須先釐清這些條件,再選擇感測元件、調整導航架構,而不是直接套用既有產品。

互宇向量的技術涵蓋光纖陀螺儀(FOG)、慣性量測單元(IMU)、姿態與航向參考系統(AHRS),以及GNSS/INS融合導航方案。團隊曾與產業夥伴在實際水域驗證無人船導航系統,也透過觀音山隧道測試,觀察衛星訊號中斷時的導航表現。

對客戶而言,驗證的重點在於系統能否在任務要求的時間內維持足夠精度。互宇向量也不一定選用最高規格的零組件,而是依照需求調整演算法、材料與系統配置,必要時整合其他供應商的技術,減少客戶自行開發、測試與整合的時間及成本。

從光纖陀螺到系統整合,互宇向量把技術推向可部署的產品

鍾宏彬2010年投入光纖陀螺核心技術研究,2016年共同創辦極星光電。當時核心元件的客戶多具備自行整合能力,應用市場相對有限。他逐漸意識到,若想讓技術接觸更多使用者,就不能只停留在零件,還得往感測模組與完整系統發展。2022年成立互宇向量後,鍾宏彬延續過去累積的技術,採取合作設計製造(JDM)模式,讓團隊從產品開發初期便參與設計與驗證。

他把這種服務形容為「高階料理包」:客戶不必自行採購所有原料、研究怎麼煮,而是由互宇向量協助整合適合的技術,完成產品部署。公司不走低價、拚量路線,而是選擇與少數具有長期需求的專業客戶深入合作。目前團隊服務約12家核心客戶,透過持續參與產品開發,累積技術與合作經驗。

航太市場考驗的不只是技術,還有供應鏈與驗證能力

航太是互宇向量積極拓展的市場。目前約四成業務聚焦航太應用;2023年,團隊也與國家太空中心(TASA)展開策略性合作,推進MIOC與FOG技術的太空應用。

航太產業尤其重視「飛行履歷」(Flight Heritage)。鍾宏彬打趣地說,普通杯子就是杯子,但如果真的上過太空,「它就變成太空杯」。設備即使通過完整的地面測試,仍不等於經歷過發射與太空環境。對國際航太客戶而言,實際飛行驗證是評估設備可靠性的重要依據。鍾宏彬回憶,團隊過去花了兩、三年尋找海外企業客戶,始終不得其門而入。後來有國際業者得知互宇向量與國家太空中心合作,反而主動找上門。這段經驗讓他體會到,進入航太供應鏈除了技術能力,還需要讓國際客戶看見合作經驗與可信度。

從中央大學到蘆竹,桃園產官資源如何成為互宇的產業支點?

互宇向量與桃園的淵源,早在公司成立前就已開始。鍾宏彬從中央大學求學、攻讀博士到投入研究,一路留在桃園;第一次創業落腳楊梅,互宇向量則從青埔搬到蘆竹,建立廠辦空間。他笑稱,自己就像桃園「生出來的baby」。

桃園及北部地區聚集電路板、電子製造與機械加工等供應商,具備成熟的產業基礎。不過,部分業者長期專注既有市場,未必想過自身技術還能延伸至無人載具與航太應用。鍾宏彬舉例,互宇向量曾與傳統機械加工業者合作,協助對方了解航太供應鏈的品質驗證與製造要求,探索跨入新市場的可能。對這些業者而言,挑戰未必是技術能力不足,而是過去缺乏接觸航太應用的機會,不熟悉相關規格與驗證流程。

創業過程中,互宇向量也持續接觸桃園市政府青年事務局及相關局處、育成體系,參與創業交流與產業展會。鍾宏彬看重的是這些場合能讓團隊認識不同領域企業,拓展未來合作的可能。包括Meet桃園+在內的創業輔導與產業交流平台,也為在地新創提供接觸產業資源的機會。

從光纖陀螺核心元件走向完整導航系統,再延伸至航太合作與海外市場,互宇向量逐步建立從任務規劃、技術整合到系統驗證的能力。接下來,如何運用桃園既有的電子製造與精密加工基礎,找到更多能共同開發產品的夥伴,將是團隊拓展國際市場的重要課題。

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