寄生在人体周围的能量

    在任何一个大城市的街道里，从大学生到商业人士，到处都是形形色色的人，只要看一眼大家就能够明白一个问题，那就是: 为什么世界上正在使用着的移动电子设备的数量正以指数倍的速度飞速增长。但是所有的设备，无论是手机、笔记本电脑还是数码相机，它们都存在着一个共同的根本性弱点: 便携式能量的供应。每年有超过310亿美元都花费在了一次性干电池上；60亿美元花费在充电电池上；还有超过10亿节电池与电子设备现货打包一起出售。

    这不仅代表着一个巨大的财务成本，而且还代表着一个影响环境的主要因素。尽管在很多国家，电池都被归类为有害垃圾，然而用于消费电子产品中的大部分电池最终都被遗弃在了垃圾填埋场。随多数消费电子设备提供的涓流充电器可能看起来是无害的: 一个移动电话的充电器只有三瓦，但考虑到全世界有大约20亿部手机在使用中，涓流充电器的整体环境影响就变得显而易见了。

    近年来，虽然一次性电池和充电电池技术已经有了很大提升，但是它们还是没有跟上摩尔定律的步伐，而且电池技术的进步速度也远远地落后于处理器性能的不断增长和成本的不断降低。由于燃料电池距离现实应用还有很大的距离，同时还由于越来越多的声音呼吁减少碳质电极的使用，科技公司有充分的理由可以开始探索能够让设备保持能量的其他可供选择的方法。

    在2007年可能得宠的最有意思的技术之一是能量收集。这涉及到一些设备，它们应该能够在它们最接近的环境中，从不同的来源（包括阳光、温度变化、振动、运动、声音和压力）产生和获得能量——大家都知道，手表已经使用了人体动能对集成电池进行充电的技术。能量收集技术能够改变我们使用消费品电器的方式，它还能够使人们得以成功使用几亿个相隔甚远、各自配有动力的远程信息处理及传感设备，同时会对供应链及其他关键环节施加连锁影响。

    目前在射频识别（RFID）标签及远程传感技术领域，能量收集技术的应用最为活跃，因为这些小规模的设备有着有限的且常常是暂时的能量要求。寄生能量能够让一些应用技术（例如林区的远程温度监控）行得通，因为它消除了更换电池的需要。其他能够通过能量收集技术在2007年实现的应用技术包括：供应链自动化与监控、运输与物流管理、军事与民用监视、管道监控、卫生保健与患者监控、环境与野生动物跟踪等等。

    2007年，能量收集技术还可能开始找到途径进入消费品领域。由于消费者会在更大的范围内使用他们的设备，这将会让消费者和环境都从中受益。

    尽管移动电话依然会主要依赖于常规的充电电池，然而融入能量收集技术的手机将持续更长时间而无需充电，仅仅是通过在被拿来拿去的过程中不断积累能量以补充电力。环境光线也可以被当作另一种辅助的能量来源得以利用。由于消费者对环境的关注不断增长，还由于他们对自己使用的产品的电池寿命一直感到失望，能量收集可能会成为电子消费品行业的一个新兴话题。

    能量收集技术并不是刚刚出现的，其中一些已经存在了几十年了。已经具备产业规模的收集技术，比如风力发电机、太阳能电池板、潮汐波能发电机，已经成为了补充燃煤发电厂或核电站供电的一个可靠途径，与此同时，社会对收集技术的采用正在迅速增加。尽管其中孕育着更广泛的意义，但能量收集技术目前还只在较小的规模中得到应用。

    虽然能量收集的变革性影响让人感到兴奋，涉及的范围也越来越广，但科技公司应该着重使用科技去解决实际问题。利用完全自动的远程传感器的能力在每种生产体系中——从石油、天然气一直到农业——都会带来巨大的利益，成本将很可能是最重要的因素。射频识别（RFID）技术兴起的速度比人们预期的慢很多，其原因就是每个标签的价格一直很高。随着远程传感器的范围与种类的增加，能量收集可能会被当作一种手段，将设备及使用的总成本保持在最低水平。

    在消费品市场中，最大的可能是：科技公司将需要沿着与当年汽车产业相似的道路前进——是亨利·福特让汽车成为一种消费品后造就了这个巨大的产业。而今天的汽车行业里，混合动力变得越来越流行。多种收集技术与一节一般的充电电池一起使用，这一途径能够延长设备的自主运转时间，同时还可以减少整体运转成本。
从压电能量转换器代替按键与钥匙，到内置在任何便携式设备中的动能转换器，能量收集技术的应用范围很可能非常广泛，使用能量收集技术甚至可能会让科技公司获得政府额外的补贴。与此同时，科技公司还应该继续投资，开发那些对能量需求小得多的元件与设备。科技公司确实在这方面正在取得进展，例如从硬盘转移到固态存储器，使用更有效的显示技术，作为最有希望替代液晶平板电视屏幕的有机发光显示器（OLED）就是一个例子。

仿生人类的出现

    自从我们的祖先磨快他们的第一块打火石以来，科技对人类环境就产生了根本性的影响。今天，科技依然处在人类生存进化的最前沿。

    在2007年，人类与科技的组合很可能要应付越来越大范围的应用、任务和挑战，并上升到新的水平。2007年一项对科技最有意思的应用就是：通过使用科技，让人体的功能变得越来越强。

    从某种程度上讲，这已经发生了，它主要是为了医疗目的，人们使用科技替换衰退了的或不完善的人体部位，例如髋骨或心脏。但是受到多方面研发投入的推动，科技可能越来越多地被用来改进人类现有的身体。例如，人造外骨骼可能会被用来提供超人类的行走能力：距离延长、力量增加或二者兼而有之。材料、存储、能源科技以及处理能力方面的进步都是影响这一进步的关键因素。

    科技还很可能将继续让残疾运动员与健全运动员之间的界限继续模糊下去。在2007年，残疾运动员可能会通过使用人体修复技术，使其在运动项目上能够达到世界水平，而这些项目在历史上一直只允许身体健全的运动员参加。在人类神经系统接触面上的进步，以及电子膝盖的出现（由微处理器引导，每秒产生1000次反复校准运动），让残疾运动员能够达到世界最高记录水平的速度。2004年雅典残奥会200米短跑比赛中，最好的残疾运动员只比人类世界记录19.32 秒多用了2.5秒。