人的身体产生的能量足以为可穿戴设备、医疗传感器和植入式器械提供动力，而设计师正在努力将其变成现实。

人是一部复杂的机器，拥有可以弯曲、挤压、拉伸、流动、颤抖和跳动的运转部件。科学家现在正在利用这些能源来解决困扰可穿戴设备、医疗传感器和植入式器械的常见问题——电池电量耗尽。

通过设计实现自我供电的设备，这一问题有望得到解决。人体本身就可以充当便携式电源，正好可以为迅猛增长的可穿戴设备市场提供动力。“电子药”已开始挑战传统医药领域，因此会有更多的人将依赖于植入式电刺激器和起搏器等器械来保持健康。这些器械可通过“生物电池”和能量采集性能实现能源自主，无须进行侵入性手术来更换电池。这种无线技术将能够避免植入的充电电缆被移位或被感染——这些都是在今天司空见惯的问题。

自21世纪初以来，科学家一直在研究由人体供电的设备。相对于源自人体的微量电力来说，这项技术所需的能耗太大。但经过20年的发展，现在的设备消耗的能量已经非常低，这为无数从人体获取能量的想法开启了一扇大门。

细胞发电站细胞可以看作电池——将含糖燃料转化为能量的生化电池。德国初创公司Celtro正在利用这一活体能源，通过微针阵列从数十万个细胞中获取微量能量。Celtro的首款产品将是一种微型自主起搏器。公司首席执行官兼联合创始人格尔德·泰佩（GerdTeepe）介绍说：“肌肉收缩会从某一个位置开始，然后扩散至整个心肌中。我们希望利用这种雪崩效应，在多个点位收集能量。”除了收集能量，多功能微针还可以插入心脏组织，对心脏进行监测，并在必要时提供辅助性电刺激以恢复起搏。2021年，Celtro筹集到了种子资金，以开展实验室概念验证。

纸质燃料电池法国初创公司BeFC正在制造已经通过环保认证的生物电池。该公司生产的电池使用了碳层、纤维素层和葡萄糖层，以及少量专有酶。加入一滴液体，例如血液或尿液，就会发生反应，产生电能。这种纸片可以为一次性诊断设备和连续监测传感器提供动力，如糖尿病患者使用的葡萄糖监测包。这些电池在用过之后，甚至可以用于堆肥，而不像其他微型电池那样最终被丢弃或焚烧。BeFC目前正在筹集A轮融资，预计其第一批产品将在2024年上市。

颤动心脏总部位于巴黎的初创公司Cairdac正在研发一种由心脏本身提供动力的起搏器。该公司的无铅起搏器被装在一个装有压电能量收集器的“胶囊”里，这个胶囊类似于一个由心跳、血液流动和振动引起摆动的钟摆。摆动被转化为电能并储存起来，直到起搏器监测到心脏需要震动来重置节奏。最近，这家初创公司在A轮融资中筹集了1700万欧元（约合1.27亿人民币），以继续进行临床前测试并向人体试验迈进。

体内照明太阳能电池板正在成为一种常见的家用设备，而且它们也可能很快在医学技术领域大显身手。澳大利亚墨尔本莫纳什大学的研究人员发现，植入皮下的太阳能电池板产生的电力相当于阳光直射下的10%，足以为一个耗能超低的传感器供电。暴露于阳光之下数个小时就可以使一个植入式温度传感器运行24小时，最佳植入部位位于颈部和肩部之间。

水力发电心脏瑞士伯尔尼大学的研究人员表示，小型涡轮机可以利用血液流动并将其转化为电能。他们设计了一款可以植入心脏血管中的鱼雷状涡轮机。这种设备就像水力发电站一样，可以利用血流发电。该技术面临一个尚未解决的巨大挑战，即如何避免在涡轮机的叶片上形成血块。但在实验室模拟中，该涡轮机产生的能量足以为市面上的无铅心脏起搏器供电。

压电贴片意大利初创公司PiezoSkin宣称，该公司已经开发出一种超薄压电皮肤贴片，可以同时测量运动并从中获取能量。在一项研究中，该公司用这种贴片监测吞咽困难者的颈部运动。该公司的生物相容性薄膜也可以从其他身体运动和振动中获取能量，用于传感器和可穿戴设备。

感知热量瑞士初创公司Mithras表示，可以利用热量为可穿戴生物传感器甚至植入设备提供动力。该公司的热电发电机（TEG）通过利用人体和环境之间的温差来发电。Mithras公司估计，只要温差达到5℃，一块面积为12平方厘米的TEG皮肤贴片就能完全为一个人工耳蜗供电。

资料来源 Wired