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图片来源@视觉中国
文 | 视察将来科技如今，为开发新动力，一些迷信家正在把钻研课题伸向人类本身的生物能。按照迷信测算，人终身中所收回的生物能约有50%被挥霍掉，而假如能对这些能量采用适量措施加以利用，关于动力畛域带来的变动将是推翻性的——这将完全改动人们关于动力获得的办法和途径。
实际上，将开发新动力转向人类本身的生物能也是必定的。一方面，跟着数据的发作和算力的增长，人们对电力的需要也日趋扩张；另外一方面，微型机器人和可穿着装备等新兴技术也迫切需求微型化的供电零碎。在这样的配景下，利用人体的生物能曾经成为动力畛域的共鸣。
一个高能量的世界
跟着数据的发作和算力的高速开展，一个高能量的世界正在降生，而与算力同时晋升的，还有对电力的需要，毕竟，开展算力也是件高耗能的事件。以寰球最为出名的预训练大模型“GPT-3”为例，GPT-3每次训练都要损耗巨量算力，需用掉约19万度电力、发生85万吨二氧化碳，堪称“耗电怪兽”。
从计算的实质来讲，计算就是把数据从无序变为有序的进程，而这个进程则需求一定能量的输出。仅从量的方面看，按照不彻底统计，2020年寰球发电量中，有5%摆布用于计算才能损耗，而这一数字到2030年将有可能进步到15%到25%摆布，也就是说，计算产业的用电量占比将与工业等耗能小户等量齐观。实际上，关于计算产业来讲，电力本钱也是除了芯片本钱外最中心的本钱。
更首要的是，行将要到来的元宇宙世界也对电力提出了极高的要求。2019年，台积电寰球耗电量为143.3亿度，至关于深圳市1344万常住居民一年的用电量；2020年，中国数据核心耗电量冲破2000亿度，是三峡大坝和葛洲坝电厂发电量总和（约1000亿千瓦时）的2倍。
要知道，芯片、数据核心这些耗电小户刚好都是元宇宙不成或缺的根底设施。而就芯片而言，云计算、AI、交互技术这些元宇宙中各项底层技术运用的根底硬件都是芯片，详细包罗核心侧的网络芯片、高机能通用GPU、端侧的新架构芯片，以及撑持新一代显示技术、人工智能物联网（AIoT）运用的芯片，这势必致使芯片市场需要发作。另外，跟着元宇宙场景愈来愈多元化，需求处置的数据量愈加宏大，芯片的价值会更为显著，除了繁多芯片的不停进化外，融会各类芯片才能的生态体系也将会放慢构建。
元宇宙对芯片产业的安慰作用，还能够从“芯片巨头们”的最新举措上可见一斑。在2022年国内消费类电子产品博览会（CES 2022）上，美国超威半导体公司（AMD）、英伟达、英特尔都针对游戏场景——元宇宙最有可能的切入口，公布了高机能处置器和显卡。
好比，英伟达公布四款最新显卡的同时，还宣告正式向集体创作者提供收费版Omniverse，该平台定位为“工程师的元宇宙”，能够帮忙游戏创作者、设计师、钻研人员等轻松设计虚构游戏、搭建3D场景等。AMD推出的锐龙75800X3D处置器，能够带来15～40%的游戏机能晋升，号称是“寰球最快游戏处置器”。英特尔则在数十款最新游戏中，进行了竞品的比较测试，其表现自家的挪动端芯片，相较市面上的AMD旗舰处置器，均表示出了更高的帧数。
在芯片以外，元宇宙的不乱运转还依赖宏大的数据运算及存储，对互联网数据核心（IDC）的需要也非常微弱。亚马逊、微软、谷歌，都不谋而合地宣告扩张云计算业务，就2021年第三季度事迹来看，亚马逊科技（AWS）营收同比增长39%，谷歌云（Google Cloud）营收同比增长45%，微软云（Microsoft Azure）营收同比增长50%。从各大科技巨头云计算业务的高速增长不难看出，元宇宙正在发生海量数据运算需要，而且将带动数据核心需要。
但是，按照开源证券钻研所的统计后果，在一个数据核心的能耗散布中，散热零碎的占比高达40%。也就是说，数据核心每耗损一度电，只要一半用在了“计算”上，其余的则挥霍在了散热、照明等方面。计算和散热简直堕入了一场零和博弈，计算量越大散热损耗的电量越大，可是假如不付出足够的动力撑持散热，又将间接影响数据核心的机能、密度和牢靠性。基于此而言，解决数据核心的能耗问题，曾经是摆在案前的辣手应战。
能够说，科技的开展必定将人类带向一个“高能量的世界”，而没有电力作为撑持，元宇宙也不成能被发明出来。
利用人体的生物能
在可预见的微小电力需要背后，迷信家们开始把眼光转向了人类本身的生物能。事实上，人体自身的生物能是能够经过多种方式竟能够转变为电能的。
好比，一集体坐着或站立时，就会带来继续“重力能”，而采取特制的重力转换器就能转换成电能。美国桑托斯公司的超级市场，就曾在出入口处装置了旋转门，在公开室装置了一套发条式能量采集器和转换器、发机电、蓄电池等。天天数以万计的顾客进进出出，都要用手推进旋转门，还要在旋转路上停留1～3秒钟。人们收回的生物能就被能采集器采集起来了，通过转换变为了电能。
再来，人天天都要动，无论是走路、任务、静止，只有动，就会有轻微的电力发生。一集体发生的能量微乎其微，然而地球上70亿人即使仅仅是走路，其发生的能量也将不成估计。因而，有研发人员真的想出了利用人们走路来发电的办法：一家公交公司将发电安装埋外行人拥堵的公共场合，下面有一排踏板。当行人踏上时，体重压在踏板上，使与踏板相连的摇杆从一个标的目的带动核心轴旋转，从而启动发机电发电。
美国还在纽约一条繁荣的马路上，铺设了20块金属板，在每块板下再放上一个储蓄循环水的橡皮容器。就利用汽车在金属板上压过期，使金属板将容器内的水高速压出，经公开管道通往路边的发机电房，推进水轮机发电。当汽车当时，橡皮容器又恢复回原状，水又前往容器内，筹备再次受压。如斯往复循环，就可源源不停地发电。据丈量，一辆5吨重的汽车压在金属板上，就可发生7度电。
此外，还有人体生物能的“热能”也能够利用。人体天天都要分发少量的热量，并经过辐射传布出来。据实测，个别一个50千克重的成年人一日夜所损耗的热量约为2500千卡摆布。这些热量若蓄集起来，能够将50千克的水，从0℃加热到50℃。利用人体的热能制成温差电池，就能将人体热能转换成电能。
这类温差电池，能够做得很精妙，放在衣服口袋里就能任务，也能够用它当电源，给助听器、袖珍电视机、袖珍收音机、微型发报机等供电，本人发电本人使用。这类“自主式”人体热供电的微型发报机只要半个火柴盒大小，输入功率为5微瓦，作用间隔可达16千米。
美国新泽西州建筑的电信电话公司总部大楼，利用全公司2000多名职员的体温供暖，室温可放弃在18℃以上，只要当室外气温降落到-9℃下列时，才需求通暖气来取暖。
不言而喻的是，跟着迷信技术的不停开展，人类开发利用本身的人体生物能，势必取得更大效果。
人体电池的将来
以后，迷信家们曾经提出了得多利用人体发电的方式，除了最多见的利用动能转化为电能的生物发电，还有更斗胆的血液发电、汗液发电、尿液发电、人体静止发电乃至头发发电等。
此前，日本的钻研人员就创造了一种安装，能够从血液葡萄糖中提取能量。这样，每集体就成了“电池”。日自己创造的这类安装，提供了一种新的办法，将人类血液中的葡萄糖转变为为电能。
近日，来自马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst）的钻研团队还表现，他们设计了新型可发电生物膜。按照钻研人员形容，这类大约只要一张纸厚度的生物膜是由一种革新过的硫复原地杆菌（G. sulfurreducens）天然发生的。在以往的钻研中，硫复原地杆菌就曾被迷信家们用来发电，并且也被用在“微生物电池”中为电气装备供电，但依然需求失掉适量的照料其实不断“投喂”。
而当初，通过改进后的这类新型生物膜不只能够提供和等同大小电池同样多乃至更多的能量，并且能够继续任务，且不需求“投喂”。
详细来看，首先，硫复原地杆菌在看起来像薄垫子的菌落上成长，每一个个个体都经过一系列自然纳米线与其余个体衔接；其次，使用激光在薄膜上蚀刻小电路；而后，将被蚀刻上电路的薄膜搁置在电极之间，并密封在柔软、粘性、透气的聚合物中；最初，采集、转化能量，为小型装备提供电力。
天热时，咱们的皮肤外表充斥着汗水，而新型生物膜能够将汗水蒸发时发生的能量采集、转化，并为小型装备提供电力，这将给完全改动可穿着电子装备行业，为集体医疗传感器、集体电子装备等提供长时间、继续的电力带来但愿。
毕竟，电力供给始终是可穿着电子产品的限度要素之一。电池没电了，必需改换或充电。但它们轻巧且不舒服。而这类玲珑的、薄薄的、柔韧的生物膜能够像创可贴同样间接贴在皮肤上，时断时续地发生不乱的电力。
固然，人体发电也并不是没有问题，目前，生物发电最大的问题就是经过人体这些发电途径能否发生用于糊口出产的电量？本钱和发电收益又是不是成比例？好比，按照健身自行车发电名目测算，根据1个成年人每小时健身自行车静止发生的功率是150瓦计算，每台健身自行车每月约有200人使用，均匀每人使用1小时，则一个月发生的电量是30千瓦时；假定每千瓦时电费是0.5元，则一个月每台健身自行车可以勤俭电费15元，按照健身房自行车的数量能够计算出总勤俭电费。但问题是，这些勤俭出的总电费如何用于糊口出产？又是不是能在知足关于本钱的设计？
总的来讲，不管是面对将来算力带来的微小电力需要，仍是可穿着装备对微型化供电零碎的需求，来源于人体的发电都正在成为一个新的趋向。迷信家正在为这类趋向而进行继续的和深化的钻研，而实际上，这类“人体电池”在科幻作品中早已被人们预想过——在《黑客帝国》的世界里，人类就是能量。（本文首发钛媒体APP） |
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