现代计算设备功能强大且小巧，可以轻松佩戴在身体上。然而，电池成为设计和用户体验的主要障碍，增加了设备的重量和体积，并且需要定期充电和移除设备。
传统的无线能量传输技术要么功率不足，要么需要专门设计的环境。
为了解决这些问题，卡内基梅隆大学的研究人员提出了通过人体传输能量的Power-over-Skin “皮肤供电”技术。
它使用40 MHz的射频（RF）能量通过人体传输电力，支持全身范围内分布的无电池设备。
该系统通过一个可穿戴的发射器将电力耦合到人体，能量通过人体皮肤传导到多个接收器（如蓝牙控制环、温度监测贴片、太阳暴露监测设备等）。
通过这种方式，用户可以佩戴多个小型设备，而无需为每个设备配备电池。
简单来说，人体就像一个能量导体，通过携带一个小型发射器（例如嵌入在手表或耳机中），射频能量可以通过皮肤传导能量，供电到全身各处佩戴的小设备。
通过这种方式，未来的智能戒指、耳环、健康监测贴片，甚至蓝牙耳机等设备可以通过这项技术直接从人体获取能量，无需内置电池和频繁充电。
通过人体供电：目前，可穿戴设备如智能手表、蓝牙耳机、健康监测贴片等，都会因为内置电池增加重量和体积，而这些电池不仅占用空间，还需要频繁充电，带来使用上的不便。
Power-over-Skin通过人体传输能量，彻底消除了对电池的需求，设备变得更轻、更小、更贴身，用户体验也大大提升。全身覆盖：一个发射器就能给全身的多个设备供电，不管是手上还是脚上，都可以正常工作。
与传统的无线充电技术不同，Power-over-Skin可以实现头到脚的远距离能量传输。
例如，发射器可以放在口袋或佩戴在手表上，通过人体的导电特性为分布在身体各处的设备供电。无论是手指上的智能戒指，还是耳朵上的智能耳环，甚至是脚上的健康传感器，都可以获得足够的能量来运行。
实验表明，发射器可以传输最高1500微瓦的能量。多种设备支持：能够为多种可穿戴设备供电，如微控制器、传感器、显示屏等设备，支持设备进行输入、输出、传感和无线通信。 穿透衣物供电：该技术不仅可以直接通过皮肤供电，还可以穿过衣物进行能量传输，进一步提高了使用的便利性。 灵活的设备集成：该系统能够集成到小型可穿戴设备中，如耳环、戒指、医疗贴片等，同时还能支持更复杂的设备，如蓝牙控制的输入设备和显示器。 高效能量传输：通过优化技术，这项系统可以在较远距离内传输足够的能量，让设备能长时间正常工作。
技术原理
利用人体传输能量：
这项技术的核心思想是利用人体作为能量传输的媒介。发射器通过一种特殊的射频（RF）信号将能量传递到人体表面，接收器再通过接触皮肤从人体吸收这部分能量。微型接收器可以安装在身体的任何地方 - 它将交流电整流为直流电，并将其存储在电容器中。这样，设备就不需要电池，直接通过人体供电。
研究发现，40MHz这个频率的射频信号在人体上传输效果最好。相比于其他频率，这个频率的信号不会轻易散失在空气中，能很好地沿着人体传播，因此能量传输的效率很高。
这个技术依赖于电容耦合，也就是通过人体的电容特性进行能量传输。发射器和接收器通过人体形成一个“电容电路”，使能量能够从身体的一部分（如发射器佩戴的位置）传输到另一部分（如接收器所在的设备）。比如，一个发射器可以在手腕上，接收器可以在手指或脚上，这样能量就能传递过去。
为了让能量传输得更高效，技术团队使用了“阻抗匹配”技术。简单来说，人体的电阻特性会影响能量传输效果，如果发射器和接收器的电路与人体的电阻不匹配，能量就会浪费。阻抗匹配技术能够让这些设备更好地适应人体的电阻特性，减少能量损失，让传输效率更高。
接收器设备非常小巧，通常像一个小贴片一样贴在皮肤上。它们通过皮肤接触吸收人体传来的能量，并将这些能量储存在设备内部的电容器中，给设备提供电力。这些接收器板可以驱动不同类型的小型设备，比如显示屏、传感器、无线通信模块等。
一个发射器可以同时为多个设备供电，比如在手腕上戴一个发射器，就能为手指上的几个小设备供电。这种能量分配不会让设备之间“抢能量”，每个设备都能获得足够的电力来运行。 该技术的另一个优点是，能量可以穿过衣物传输。例如，如果发射器放在口袋里，通过衣物也能为设备供电，这使得使用场景更加灵活。
1500微瓦（即1.5毫瓦）的能量虽然看似不多，但对于许多小型可穿戴设备来说是足够的。
这样的功率足以驱动一些低功耗设备，如传感器、LED灯、简单的微处理器或蓝牙模块。这意味着通过这种技术，小型设备可以不依赖电池，通过人体直接获取电力。
虽然这个功率并不适合大功率设备，但对于间歇性使用或低功耗的传感器来说，已经足够维持其工作。比如，一些设备只需要偶尔唤醒、读取数据或发送信息，这样的功率可以确保设备持续工作，并保持小巧的设计。
由于这种技术可以减少设备对电池的依赖，甚至可以完全取消电池，这就意味着设备可以设计得更小、更轻、更便捷，尤其适合需要佩戴在身体上的设备。
输入控制设备：例如控制环（controller ring），可以通过蓝牙传输用户输入，用于控制其他设备，比如电视或AR/VR设备中的交互。 装饰性设备：例如发光耳环，通过接收传输的能量驱动LED发光，展示出装饰性和功能性结合的设计。 生物传感器：如体温监测贴片（temperature patch），可以持续监测人体体温并记录数据，适用于长期健康监测。 太阳暴露监测器：带有电子墨水显示屏的设备，用于记录和显示紫外线暴露情况，帮助用户了解他们的日常太阳暴露量。 微型计算设备：可以为微控制器（如BLE微控制器）供电，使其支持无线通信、数据处理等功能。这类设备可以执行短期的任务，如感应、计算、数据传输等。 贴片式医疗设备：可以应用于各种生物信号监测设备，如心电图（ECG）传感器，用于健康监测或病情跟踪。 可穿戴显示器：如集成电子墨水屏幕的设备，可以用于显示健康数据、通知信息等，适合轻量且长时间使用的场景。 计算器等基础设备：技术演示中改装了一台普通计算器，移除了电池后通过Power-over-Skin供电，实现了基础的计算和显示功能。
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