手机没电也可以打电话？研究者开发不用电池的手机

瓦米斯·塔拉是约书亚·史密斯（Joshua  Smith）实验室的研究助理，约书亚·史密斯在华盛顿大学研究计算机科学与电子工程。最近，塔拉展示一台原型手机，这台手机很神奇，没有电池却可以打电话。手机只需要很少的电量就能运行，电流从空中传输。

史密斯说：“如果让你挑选一款设备，让它摆脱电池的束缚，你会选择什么设备？手机是其中最实用的设备之一。现在不妨想象一下，假设你的电池没电了，你还可以发文本信息、打电话，又会怎样呢？”

为了实现目标，我们需要对手机的一切功能重新思考。要让手机在没有电池的情况下运行，手机只能从周围环境中汲取能量。

通过太阳能面板或者发光二极管，环境光可以转化为电能。通过天线，射频TV和Wi-Fi广播信号可以变成电能。如果用两种技术搭建一个混合系统，就可以生成几十微瓦的电流。问题在于传统手机需要的电力强几万倍，约为800毫瓦，否则无法打电话。

如何通信？这是团队需要解决的第一个问题。史密斯实验室 开发了一种名叫“Backscatter”（反向散射）的技术，它可以将进入设备的无线电波反射出去，使设备具备通信能力，原理和受伤的徒步者利用太阳、镜子发送SOS信号差不多。 史密斯成立了一家名叫“Jeeva Wireless”的创业公司，将所谓的“被动Wi-Fi”（passive  Wi-Fi）技术商用，其意思就是“面向超低能耗Wi-Fi设备的数字反向散射技术”。然而，被动Wi-Fi技术提供的电力还是无法满足手机的要求。

塔拉称：“将人的语音转化为数字信号需要消耗很多的电能。如果可以采用模拟技术通信，能源效率就会高很多。”手机虽然是用数字信号拨号的，但是在语音通话过程中反向处理却是模拟的。

虽然发明了模拟反向散射技术，不过史密斯深知他的技术是根据一种间谍技术发明的，这种技术在冷战时曾经使用过。1945年，苏联将一个美国大纹章雕像送给莫斯科美国大使馆。里面放了音频元件，只有当无线电波的频率匹配时才会激活，它用无线电波运行。

和间谍设备一样，塔拉开发的手机有一些关键组件也是放在远处的，这样可以降低能耗。附近的基站有转化电路，连接到数字移动网络——目前通过Skype连接。原型手机基站使用未授权的频段，只能用于低功耗传输。因为手机要靠信号收集能量，所以离基站的距离不能超过15米。

如果要将手机商用，电路可以植入家用Wi-Fi路由器或者放进手机信号塔。塔拉说：“手机信号塔的功率高一百倍，也许可以扩大覆盖范围，达到1000米的距离。”

手机离商用还很遥远，上面只有一块简单的触摸感应数字垫，只有当按键按下时小小的红色LED才会短暂显示信息。如果安装更大的触摸屏，需要400毫瓦的电流，比塔拉目前开发的手机高出10万倍。

还有一点更重要：语音通话不方便。通话时你必须按下按钮，就像对讲机一样，在听与讲之间转换，像普通手机一样持续通话几乎不可能。

塔拉表示，下一代设备的通话质量会更好，会用电子墨水屏幕显示文本信息，可能还会安装摄像头。史密斯则表示，原型手机是用现成组件开发的，比普通手机便宜很多。如果大规模制造，成本会更低。

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