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智能手錶和手環愈來愈受歡迎，林林總總的功能例如健康監測、非接觸交易、娛樂、生活助理等，為我們的生活提供便利。然而，這些穿戴式電子產品體積細小，限制了電池容量，令使用時間常常捉襟見肘。針對該問題，由香港中文大學（中大）機械與自動化工程學系主任廖維新教授率領的團隊，成功研發一套高功率人體動能電力採集的裝置，可內置於智能手錶和手環提供永續電力，免卻經常要充電的煩惱。 

透過收集人體動能為手錶提供電力並非新事物，現時部分傳統手錶已有使用微電機經由機械直齒輪發電。主要原理是用振盪器和微電機把動能轉換成電能，而齒輪則可提高輸入頻率，以增加發電效能。不過基於物理限制，例如機械齒輪結構不夠緊密、製造要求高、機械摩擦導致的損耗大等，容易出現故障，利用微電機與機械齒輪產生的電力亦只夠傳統手錶使用，無法滿足智能手錶的電力需求。 

一直研發智能材料及能量採集的廖維新教授及其團隊，嘗試利用電磁組件取代機械直齒輪結構，以解決這一關鍵問題。團隊成員之一蔡明京博士表示：「肢體擺動頻率低，令動能採集效率不足。新研發的裝置使用磁性升頻器，可加大動作捕捉器的旋轉頻率，使電力採集系統能更有效地將人體動能轉換為電能，並提高輸出功率。新裝置產生的電力是同類產品或研究的10倍。」 

在設計電力採集系統時，廖教授團隊在非常有限的空間加入動作捕捉器、升頻器、以及發電機組，並採用同軸布置，令裝置結構高度緊密，減少能量損耗。測試結果顯示，整套系統體積僅有5立方厘米，但發電量高達1.74 mW，功率密度是同類產品或研究的10倍，可滿足市場上眾多智能手錶和手環的電能需求。此外，與機械齒輪不同的是，磁性升頻器使用電磁傳動，避免了因機械摩擦導致的能量損失，減少物理損耗。再者，磁性升頻器結構簡單，製作成本低，有利於大規模商業應用。 

專研智能材料及能量採集　創新成果獲國際獎項嘉許 

廖教授是機械工程的國際專家，自1997年加入中大，現為機械與自動化工程學系主任及中大智能設計與製造研究所所長。他的團隊積極在科研路上尋求創新，並在重要國際期刊和會議上發表了280多篇文章，擁有多項美國專利及學術獎項。 

廖教授最近更獲美國機械工程師學會頒發「適應結構與材料系統獎」(Adaptive Structures and Material Systems Award)，以表彰他在工程方面的科技創新與成就。廖教授是首名獲得此獎項的香港學者。 

他對於獲頒獎項感到喜悅，並表示：「我很榮幸獲得此獎項，十分感謝美國機械工程師學會對我研究團隊的工作予以肯定，以及中大同僚們多年來的支持。作為學者，我希望研究成果不單能夠為人類解難，還能夠鼓勵年青人探索工程學的奧妙及樂趣，成為推動未來社會科技發展的一份子。」