Stel je voor dat je je apparaten van stroom voorziet door te lopen. Met technologie die onlangs is ontwikkeld door een groep onderzoekers van de Chinese Universiteit van Hong Kong, die mogelijkheid is misschien niet ver buiten bereik.

De groep beschrijft de technologie in Technische Natuurkunde Brieven , van AIP Publishing. Een energieoogstmachine is bevestigd aan de knie van de drager en kan 1,6 microwatt vermogen genereren terwijl de drager loopt zonder enige inspanning. De energie is voldoende om kleine elektronica van stroom te voorzien, zoals apparatuur voor gezondheidsmonitoring en GPS-apparaten.

"Zelfaangedreven GPS-apparaten zullen de aandacht trekken van klimmers en bergbeklimmers, " zei auteur Wei-Hsin Liao, hoogleraar aan de afdeling werktuigbouwkunde en automatisering.

De onderzoekers gebruikten een speciaal slim macrovezelmateriaal, die energie genereert uit elke vorm van buigen die het ervaart, om een ​​slider-crank-mechanisme te creëren - vergelijkbaar met wat een motor aandrijft. De auteurs kozen ervoor om het apparaat aan de knie te bevestigen vanwege het grote bewegingsbereik van het kniegewricht, vergeleken met de meeste andere menselijke gewrichten.

"Deze oogstmachines kunnen direct energie oogsten uit grote vervormingen, ' zei Liao.

Door het continue heen en weer bewegen van het materiaal zal de drager tegenkomen wanneer de drager loopt, elke keer dat de knie buigt, het apparaat buigt en wekt elektriciteit op. Dit betekent dat de oogstmachine "biomechanische energie kan opvangen door de natuurlijke beweging van de menselijke knie, " volgens Liao.

Eerdere draagbare energie-oogstmachines profiteerden van de trillingen die in het apparaat werden veroorzaakt als gevolg van beweging, wat gepaard gaat met nadelen met betrekking tot efficiëntie.

"De frequentie van menselijk lopen is vrij langzaam, waardoor het energie-oogstvermogen aanzienlijk wordt verminderd, " zei Liao. Omdat het apparaat van de groep een andere methode gebruikt, het omzeilt deze beperking.

Het prototype weegt slechts 307 gram (0,68 pond) en werd getest op mensen die liepen met snelheden van 2 tot 6,5 kilometer per uur (ongeveer 1 tot 4 mijl per uur). De onderzoekers vergeleken de ademhalingspatronen van de dragers met en zonder het apparaat en stelden vast dat de energie die nodig was om te lopen onveranderd was, wat betekent dat het apparaat stroom genereert zonder kosten voor de mens.

De onderzoekers wijzen op de voordelen van een efficiënte, draagbare energieoogster en kijk naar de toekomstige commercialisering van de technologie.

"Zelfaangedreven apparatuur kan gebruikers in staat stellen zich te ontdoen van de onhandige dagelijkse lading, " zei Liao. "Deze energieoogstmachine zou de ontwikkeling van draagbare apparaten met eigen voeding bevorderen."