AI硬件性能-續(xù)航-輕量化的「不可能三角」隱憂
2013年,一篇題為《可穿戴計算:讓我們開始吧》的文章在海外上引發(fā)了廣泛討論,作者Rick Merritt前瞻性地指出,超移動的可穿戴計算機(jī)將是下一個“大事件”,但它的“iPhone時刻”可能還需要等待十年。
如今回望,這個預(yù)言既精準(zhǔn)又略顯保守。我們見證了智能手表從新奇玩具變?yōu)榻】蛋閭H,AI眼鏡從極客玩物走向消費級的交叉路口,而智能織物和植入式傳感器則仍在實驗室與市場之間徘徊。這篇文章,我們一起拆解可穿戴設(shè)備從概念走向現(xiàn)實所必須跨越的技術(shù)鴻溝、設(shè)計哲學(xué)與市場悖論。這不僅僅是關(guān)于芯片、電池和無線協(xié)議的故事,更是關(guān)于我們?nèi)绾闻c科技共處、如何重新定義“個人計算”邊界。
從2007年6月蘋果發(fā)布初代iPhone開始,智能手機(jī)的成功某種程度上“寵壞”了消費者和開發(fā)者。近20年過去,我們習(xí)慣了高性能處理器、全天候聯(lián)網(wǎng)、高清大屏和每日一充的節(jié)奏。
但當(dāng)計算單元從口袋或手掌遷移到手腕、面部、衣物甚至體內(nèi)時,所有的游戲規(guī)則都變了。可穿戴設(shè)備的設(shè)計是一場在極端約束下的平衡藝術(shù),其難度呈指數(shù)級上升。
截止目前所有可穿戴設(shè)備的設(shè)計,都必須從能量預(yù)算開始倒推。這與手機(jī)設(shè)計邏輯截然不同。手機(jī)可以為了性能犧牲部分續(xù)航,用戶接受夜晚或閑置時間充電。但一個需要全天候監(jiān)測心率的智能手表,或者一副旨在提供全天信息顯示的AR眼鏡,如果中途沒電,其核心價值便瞬間歸零。
背后的邏輯非常簡單,AI大模型的運行需要強(qiáng)大算力支撐,但穿戴設(shè)備的電池容量受限,“算力不足則體驗卡頓,算力過剩則續(xù)航崩盤”,性能-續(xù)航-輕量化的「鐵三角」矛盾成為行業(yè)普遍痛點。
例如OpenAI首款筆形穿戴設(shè)備雖搭載2納米芯片實現(xiàn)高效本地處理,但持續(xù)使用續(xù)航僅4小時;高通驍龍Wear系列芯片算力強(qiáng)勁,卻讓智能手表滿負(fù)荷運行時續(xù)航縮短60%。國內(nèi)早期搭載大模型的智能手表,開啟語音交互后續(xù)航普遍不足1天,用戶被迫在智能體驗與續(xù)航之間艱難抉擇。
與之形成強(qiáng)烈對比的是,鋰聚合物電池的能量密度在過去十年提升緩慢,每年僅有幾個百分點的進(jìn)步。這意味著,在手表表盤或眼鏡鏡腿那極其有限的空間內(nèi)(通常只有300-600mAh的容量),工程師必須絞盡腦汁塞進(jìn)更多電池,亦或是在其它部分精打細(xì)算節(jié)約哪怕1g重量。
這并非頭部研究院與電池廠商存在技術(shù)瓶頸,而是當(dāng)前商用鋰聚合物電池能量密度約250–280 Wh/kg(質(zhì)量比),已接近基于石墨負(fù)極(~372 mAh/g)與高鎳三元正極(~200–220 mAh/g)體系的理論天花板。那么當(dāng)代科技又將受限于能源嗎?時過境遷200年,人們再次開始求助于熱力學(xué)三大定律。
熱力學(xué)第一定律告訴人類,能量可以通過某種方式(如做功或傳熱)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,能量在轉(zhuǎn)換或傳遞過程中總量不變。
這也就意味著生活當(dāng)中的能源是取之不盡的,再根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2得知能源也是用之不竭的。我們周邊的光、溫度、空氣流動等都是能源礦場,只是人們?nèi)狈Σ杉褪褂玫氖侄巍?/p>
我國頂尖高校敏銳的注意到這個問題。清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院碩士鄭文博,主要關(guān)注?核儀器監(jiān)測?、?溫差發(fā)電技術(shù)?及?無線傳感技術(shù)?,曾從事空間核電池研究,并在中廣核工作14年。
2020年,賽富能科技(深圳)有限公司以清華大學(xué)航天科技863科研成果轉(zhuǎn)化為依托成立,鄭文博作為創(chuàng)始人帶領(lǐng)團(tuán)隊自主研發(fā)國內(nèi)首個可大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的靜態(tài)熱電電源。
目前該公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于核電、石油、化工、冶金等工業(yè)場景,并基于上述成果嘗試入局消費電子領(lǐng)域。
另一個故事追溯至二十多年前,清華大學(xué)鄭泉水院士團(tuán)隊埋下這顆科研種子。2019 年,它落地坪山,長成了深圳清力技術(shù)有限公司。
該公司所依托的“超滑技術(shù)”是一種在無潤滑、固體與固體直接接觸條件下實現(xiàn)近零摩擦系數(shù)、零磨損和零靜摩擦的物理現(xiàn)象。
基于自超滑的?三大物理特征(零摩擦、零磨損、零靜摩擦)?,清力已推出自超微動發(fā)電機(jī)(用于環(huán)境振動能采集)、自超滑MEMS射頻開關(guān)(5G/6G通信前端)、自超滑微特電機(jī)(人形機(jī)器人關(guān)節(jié))等產(chǎn)品,均強(qiáng)調(diào)?在微納運動部件中解決“摩擦損耗”這一長期瓶頸。經(jīng)權(quán)威測試,自超滑微特電機(jī)成功將人形機(jī)器人壽命提升6000小時以上。
由深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會,物聯(lián)傳媒、IOTE物聯(lián)網(wǎng)展,芯傳感主辦的2026無源物聯(lián)網(wǎng)與微能量取電生態(tài)沙龍將在5月29日,深圳市寶安區(qū)建安一路9號恒明珠金融中心4202室舉辦。
本次研討會將定向邀請上述賽富能科技、深圳清力技術(shù)等無微能量取電產(chǎn)業(yè)鏈核心企業(yè)的技術(shù)及應(yīng)用負(fù)責(zé)人以閉門交流形式,深度研討無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新方向與場景落地經(jīng)驗,一起探索ai時代下智能穿戴新形態(tài)。
·5月活動

背靠深圳市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會,【新硬見】關(guān)注前沿AI硬件,包括但不限于具身智能、AI眼鏡、智能可穿戴、AI玩具。平臺并試圖給行業(yè)從業(yè)者構(gòu)建更高密度、更具價值的圈子。【新硬見】正在組建五大群聊,歡迎掃碼加入。
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修改于2026年5月20日
靜態(tài)熱電電源



