（2021-06-01）物聯網藉感應器與軟體，把實體物件連接互聯網，增加物件的運作功能；然而越來越多無線連網物件，所用能源都是電池，衍伸出許多問題...
（2021-06-01）物聯網，Internet of Things（IoT），藉感應器與軟體，把實體物件連接互聯網，來收集、分析、運算、傳送信息，增加實體物件的運作功能。
這些可連網的「物」，從工業到生活越來越多，IBM最早預估2015年就會有一兆個物件連網，最近的具體估算是2018年有220億個物件連網，近年的軟硬體多設計連網功能，預估2025年會增加到380億，而2030年會成長到500億個連網物件。
數量增大，問題漸漸凸顯，因為越來越多的無線連網物件，所用能源都是電池，電池有壽命需要人工更換，尤其在工業上，許多感應器受制於電池而降低功能，例如減少資料傳送延長電池壽命，或受電池大小或重量的限制減低功能，最怕是正當重要運作，電池突然減弱，更不用說長期使用電池對身體健康有害，對環境造成污染。
2017年京都超大型集體電路會議，有人提出工業用無線網路電池壽命達十年的論文，可見早有人預見電池問題。
看起來物聯網的問題不在「網」，而在「物」，也就是物的能源。生活上小的電器換個電池不是一回事，在工業上卻是大事，有時候更換的成本大於電池，如果一個工廠連網物件的數量很多，更換電池可能疲於奔命。
有人用IBM一兆件連網物、一兆個電池，做有趣的比喻，就算電池有十年壽命，那每天也要更換２億７千萬個電池，如果電池壽命沒有十年、僅有兩年，那全球每個人每隔五天，就要去什麼地方幫忙換個電池。
兩位MIT的同學，Ben Calhoun與Dave Wentzloff，現在分別是美國維吉尼亞與密西根大學的教授，也是Everactive公司的創辦人，他們的專長是超低功耗電路（Ultra Low Power Circuits）的研究，認為物聯網的擴大只有一種方式，就是不用電池，改以超低功耗的電路設計，與超低功耗的無線網路。
這樣與互聯網銜接，不但耗電量小，而且能自動從周遭環境，如室內陽光、熱能變化、無線電波、振動等取得能源，成為自帶動能的設備。
這個設備首先用在蒸氣祛水器（Steam Trap）的監視，蒸氣雖然是很久的技術，但工業上仍多處用來製造能源，祛水器排除蒸氣管路的冷凝水，使管路中的蒸氣順暢運作，如果故障，不但浪費能源，嚴重時導致停機，甚至有爆炸的危險。這些祛水器有的深埋地下、有的安裝高層樓，維護極為不易。
兩位教授的超低功耗無線網路感應器，吸引了製造祛水器的Armstrong公司，合作發展物聯網的蒸氣祛水監視器，就在去年為一座工廠安裝了1,200個物聯網祛水監視器，為廠家節省了250萬美元的能源費，也減少34,000噸CO2的排放，等於7,000輛汽車從路上消失一年，也同時免於6,000萬加侖（２億2,700萬公升）的水流失。
不用電池，不僅省事，也是讓大家快樂的一件事，當RFID出現用在很多卡片上，對著門一晃，門就開了，感覺進入了先進的數位時代。
手機已經成為我們身體的另一個器官，讓我們成為人機同體的未來人，卻要讓我們忍受不停的充電，不知超低功耗的元件能不能放進手機，在電力不足時還能維持基本運作，這當然是外行話。不過消費電子、特別是連網的穿戴精品，像是項鍊、耳環、手錶，應是另一市場。
儘管如此，兩位教授現在更關切疫後的經濟復甦，疫情使人力減少，在重新評估新的營運之際，更需要對不容易取得資訊的異地即時掌控。
Calhoun教授說，我們相信未來所有的環境與資產，都會被妥善的監控，提供足夠的資訊給電腦運算，讓世界更有效率、更安全，讓生活更美好。而我們Everactive公司，要成為這一願景的一員，不需電池的技術，正朝著這一方向進展。
本文取材自2021年５月30日「那福忠西海岸數位隨筆（206）」：不用電池的物聯網
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