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2020戴森设计大奖中国区冠军揭晓 温差发电解决未来可穿戴设备供电难题

作为一项国际性的设计与工程大奖,戴森设计大奖旨在嘉奖、鼓励和启发新一代的设计工程师。它面向所有工程专业或设计专业的大学生和新近毕业生开放征集。该奖项由戴森公司设立的慈善机构詹姆斯·戴森基金会主办,基金会的目标是激发更多的年轻人从事设计工程行业。

戴森设计大奖的主旨是针对某一特定问题设计解决方案。这个问题可以是困扰普通人日常生活的小麻烦,也可以是全球性的重大难题。最重要的是,解决方案需要切实有效并展现巧妙的设计构思。

它在全球27个国家或地区进行评选。有澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、中国、法国、德国、中国香港、印度、意大利、爱尔兰、日本、韩国、马来西亚、墨西哥、荷兰、新西兰、菲律宾、俄罗斯、新加坡、西班牙、瑞典、瑞士、中国台湾、阿拉伯联合酋长国、英国和美国。

参赛者首先在国家或地区范围接受评选,入围者可以晋级国际赛。由戴森工程师组成的评审团将从中选出20项作品,再将国际20强递交詹姆斯·戴森爵士评审,最终从中选出国际大奖冠军、亚军和可持续发展奖得主。
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2020年,戴森设计大奖中国大陆地区参赛作品数量创下历史新高,共收到300多项创新发明作品,作品总数在27个参赛国家及地区中排名第一。来自中国重庆大学计算机专业的刘森昊及其团队设计、研发的“Start Now一触即发”,凭借独特的创新性和可持续性脱颖而出,摘得2020年中国大陆地区戴森设计大奖冠军。这批年轻工程师,设想利用人体与外界温差发电,解决可穿戴设备的供电问题。获奖作品主打一款新型柔性高效温差发电器,能够自行充电,高效发电,长时间续航,大幅节省设备功耗,与相关技术对比单位功率成本降低约为51.56%,同时降低废弃一次性电池带来的环境污染。

目前,全球电池市场都面临原料资源枯竭、价格昂贵且消耗迅速、对环境造成严重污染等痛点。与此同时,全球范围内可穿戴设备使用量逐年攀升,《全球可穿戴设备季度跟踪报告》指出,仅2020年第一季度即出货7260万台。占据市场主流的锂电池生产量与使用量随之骤增,但仍无法解决可穿戴设备内置电池容量小、续航能力差、需频繁更换等问题,尤其针对助听器和人工耳蜗一类需长时间工作的小型设备。此外,可穿戴设备在柔性器件等领域也受限于技术瓶颈。

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刘森昊说:“现有市场上许多医疗设备都需持续性供电,但现有电池耗电速度快、持续成本高昂、一次性电池使用造成的环境污染严重。我们团队便思考利用人体生物能,为医疗设备持续性供电,解决残障人士、老幼群体、运动爱好者、边远地区人群等目标受众日常生活中的实际问题。”

戴森设计大奖中国区评审对获奖作品评价道:

同济大学设计创意学院院长娄永琪教授:“这项设计关注到社会对可穿戴设备使用需求的增加和使用过程中的实际问题,也综合考虑了续航、安全、环保等各方面的因素。”

清华大学美术学院副院长赵超教授:“我认为这项设计具有推动可穿戴医疗设备迭代发展的潜能,在技术专利的支撑下,能够将电池产品适配到更多的可穿戴设备中,符合大赛解决实际问题的主旨。”

上海交通大学设计学院副院长韩挺教授:“我所了解的戴森,一直致力于解决他人容易忽视的问题,鼓励设计驱动创新。我很高兴首次参与戴森设计大奖的评审,就看到这样兼具实用性、可持续性和可实现性的创新设计。”

浙江大学工业设计系主任柴春雷教授:“从这个作品中可以看出,学生在‘解决问题’上做出了很大的努力。它不仅将技术和设计融合,更是提出了很有意义的解决方案。”

东南大学工业设计系主任薛澄岐教授:“我认为工业设计实际上就是关注人,一方面我们要通过技术、科技来解决问题,另一方面,我们的产品和服务最终抵达的用户是人。这项设计很好地照顾到残障人士、老幼群体等弱势人群的使用体验,具有改善人们生活的潜力。”

Start Now团队表示,目前他们已经完成第二代技术研发。未来,他们计划继续打造医疗穿戴设备系统电源中心端,让温差发电能够应用于人体植入医疗器械、需要较大功率的医疗设备等,产品形态也将由现有对称式蝶形结构贴合肩胛的背部穿戴设备发展到,充电腰带、充电手环等其他可穿戴设备。

设计的工作原理

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利用塞贝克效应,热源和冷源之间形成温差,会使n型和p型锑化铋中的载流子发生定向迁移现象,当加上外电阻,即实际运用的电子设备时,就会形成回路而产生电流。Start Now新型柔性高效温差发电器即利用了该原理——将温差发电器放置在人体皮肤(热端)和环境形成的外界冷空气(冷端)之间,从而产生连续的电功率输出,进而给设备进行供电。

在实际应用中,将制作好的温差发电器与人体背部皮肤贴合,再将温差发电器输出端与助听设备的充电接口相连,助听设备充电指示灯亮起,即开始充电,再中断连接,发现充电指示灯熄灭,设备即停止充电。在产品的具体造型上,Start Now团队选择温感较为明显又靠近耳部的肩胛骨位置,制作了一款能够紧密贴合背部肩胛骨位置的产品,利用温差发电,通过较短的一根电线就能够为人工耳蜗持续供电。

进入中国五年来,戴森设计大奖见证了中国青年发明人才在冉冉升起,他们充满野心,要凭借智慧和才能在广阔的舞台闪闪发光。本届获奖者们面对中老年群体脑卒中、孤独症儿童呼吸障碍等问题,贡献了优秀的作品。

全文完
文章来自:爱活网
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评论
真的是没有最丑!只有更丑·····
光叔叔 2020/04/02
还以为Q5也快了,结果是马坎换平台。
带就不 2020/03/19
石研究员真的是……唉……
KALOL 2020/02/13
galaxy z不支持5G,我要死了!!
KALOL 2020/02/12
版权 © 2017 爱活网 Evolife.cn 科技进化生活 [沪ICP备12022400号]
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