撞击路面时穿着新型背包即可发电

加入我们的科学爱好者社区!


关于支持科学新闻业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。


科学家们开发出一种背包,使“动力行走”成为现实。今天在《科学》杂志上描述的这种新型装置,将步行者臀部规则的上下运动转化为电能。这种装置可能有助于为士兵、救援人员、科学家以及其他进行远程旅行的人员提供电力。

当外出散步时,一个人的臀部在每一步中上下移动五到七厘米。宾夕法尼亚大学的拉里·罗姆和他的同事们利用了这一特点设计了他们的新型“悬挂式负载”背包。这款背包是基于一个框架,该框架连接到穿着者的臀部,并且随着框架的升高和降低,背包的内容物也随之上下移动。这种类似弹簧单高跷的运动产生机械能,然后通过连接的马达将其转化为电能。在实验室测试中,志愿者佩戴重量在 20 至 38 公斤之间的背包,产生了约 7.4 瓦的功率,这个功率可以同时运行多个小型电子设备。(科学家们说,目标用户的装备包通常重于 36 公斤,其中高达 25% 的负载归因于备用电池。)由于机械能的量与移动的重量成正比,因此更重的背包或更快的步速都会转化为更大的发电量。

科学家们注意到,这款背包的外部金属框架重量不到六公斤,略微改变了受试者的行走方式,使他们的步幅更加高效。“从代谢角度来说,我们发现这比我们预期的要便宜得多,”罗姆评论道。“您消耗的能量可以通过携带额外的零食来抵消,这与额外电池的重量相比根本不算什么。”该团队希望改进设计,目前这只是一个原型,也许有一天可以消除在长途跋涉中携带备用电池的需求。

© . All rights reserved.