幾乎每個人都經歷過設備電量告急但找不到備用電池或充電裝置的窘境。無論是智能手機、電動車還是其他電子設備，電池始終是最大的限制因素，而電量卻總是在最不合時宜的時候耗盡。為解決此問題，中大的研究團隊最近研發出兩項嶄新的發明，徹底擺脫對電池的依賴。
可持續運行的鍵盤
使用無電池無線鍵盤時，用戶僅需按壓鍵盤，鍵盤即可高效收集此動作所產生的能量，並轉化為所需電力。這是其他鍵盤無法實現的嶄新科技。
“The concept is inspired by our previous research in vibration, motion energy harvesting and battery-free IoT (Internet of Things) systems, which aim to eliminate dependence on traditional batteries,” says Professor Liao Wei-hsin from the Department of Mechanical and Automation Engineering, who co-invented the device with Dr Li Xin. “The motion-powered wireless keyboard demonstrates our ability to address the challenges of unstable energy supply in such systems.”
此鍵盤的原理是將用戶按鍵時產生的動能儲存在鍵帽中，通過磁場翻轉技術轉化為磁能，再經電磁感應轉為電能。低功耗電路收集這些能量，從而驅動藍牙模組，讓鍵盤能無線連接電腦。按鍵瞬間，信號即被傳輸、解碼並顯示在螢幕上，無需任何能量儲存裝置。值得一提的是，這款鍵盤設計能適應各種極端使用情況，例如快速敲擊或重力按壓。
廖教授補充說：「相較於傳統鍵盤，無電池無線鍵盤是一個可持續、更環保的選擇，特別適用於需要極度依賴無電池無線鍵盤的行業。此外，在大型公共會議室中，無線鍵盤因多人頻繁使用而經常出現電量告罄的情況，而我們的鍵盤正好解決了這一困擾。」
團隊已為發明申請專利，未來將進一步優化設計，以更好地滿足用戶需求。
履中良醫
中大另一項無電池發明——智能鞋墊，同樣利用人體產生的能量轉化為電力。這次的發明專為監測步態模式設計，由於此功能需要大量能源，以往難以擺脫電池限制。然而，由廖維新教授、李鑫博士及趙歡教授共同發明的無電池智能鞋墊克服了這個挑戰，將步行產生的能量轉化為無線信號，為用戶的健康狀況提供重要線索。
鞋墊內置壓電元件，利用步行時腳步的壓力產生電荷，然後將動能轉化為電能，並驅動低功耗電路及藍牙模組，向智能手機或筆記本電腦等設備無線傳輸數據。
鞋墊可測量步頻、步幅、步態變異性、相位時序及對稱性，幫助醫護人員判斷是否出現異常情況。
廖教授表示：「智能鞋墊能通過分析步幅和對稱性等步態特徵，協助監測骨折或術後的恢復進程，亦可用於認知障礙症等疾病的早期檢測與管理，如患者出現步幅縮短或頻繁出現步態異常，可能是疾病初期的警號。智能鞋墊亦可評估跌倒風險、分析用戶行動能力和身體健康狀況，並監測肌肉骨骼或神經系統是否出現早期徵兆。此外，智能鞋墊亦支援健身表現監測，有助預防運動傷害。」
醫學界對智能鞋墊寄予厚望，期望它能解決現有監測工具的不足。事實上，團隊成員李鑫博士曾在骨折康復期間親身體驗智能鞋墊，他當時的主診醫生便表示，這項技術對康復過程的監測極具參考價值。
鞋墊的應用範圍不僅限於此。團隊正開發無電池智能地板系統，期望應用於照顧獨居長者，例如預防跌倒，提升他們的生活質素
