西北大学 新型计时电路使无电池设备能够在断电后快速重启
学分:西北大学 几十年来，研究人员一直在寻找更好的电池
现在，一个国际团队提出了一个大胆的新解决方案:彻底抛弃电池
在荷兰西北大学和代尔夫特理工大学的领导下，研究人员设计并开发了一种新系统，使无电池设备能够在间歇性停电期间保持时间，解决了一个阻碍该领域研究的关键问题
许多小型无电池物联网设备可以通过收集环境能量来工作，例如太阳能、动能和热能
如果完全采用，使用这些设备将防止数万亿的废旧电池进入垃圾填埋场
但是因为它们在不同的电源之间切换，所以无电池设备经常会经历短暂的断电
“自然地，移除电池是有后果的，”该项研究的共同负责人、图·代尔夫特公司的普热米斯拉夫·帕韦尔查克说
“这意味着存储容量更低，可靠性更低
从环境中获取的能量并不总是可预测的
" “我们已经接受了这一点，并建立了一个系统，将支离破碎的执行时期联系在一起，”西北大学的乔赛亚·海斯特说，他是这项研究的共同负责人
“我们构建了一个定制系统，尽管任何物联网设备都有许多电源故障和中断，但该系统仍能可靠地跟踪时间
" 海斯特和帕威扎克在今年春天的编程语言和操作系统架构支持2020年会上展示了他们的工作
该团队提交了两篇论文:一篇概述了新型计时电路的硬件，另一篇展示了该电路可用于将电池供电的设备转换为无电池设备
海丝特是西北大学麦考密克工程学院计算机科学、电子和计算机工程的助理教授
Pawelczak是TU Delft嵌入式软件实验室的助理教授
学分:西北大学 时间站在我们这边 计时是任何计算系统最重要的资源之一
作为几乎所有系统服务和安全功能的基础，计时有助于计算机跟踪正在运行的应用程序
然而，大多数人只在计时功能停止工作时才注意到它
例如，如果你曾经在电脑前工作时断电，那么你知道重启系统的痛苦
计算机可能需要几分钟才能重新启动，因为它必须记住您在哪里停下来，并运行一系列操作
然后，即使计算机重新启动并运行，任何未保存的工作都可能丢失
如果每次小型物联网设备(如智能手表、健身跟踪器、安全摄像头、智能恒温器或医疗传感器)短暂断电时都会发生这种情况，这些设备基本上就没有用了
这就是海丝特和帕威扎克的系统之美
一个小设备可能会短暂断电，但它永远不会失去时间感
这意味着它可以重启得如此之快，以至于你可能根本没有注意到设备断电了
海丝特说:“我们的设备能够根据断电前留下的‘面包屑’快速重建时间和状态。”
学分:西北大学 旁路电池 海斯特和帕威扎克的首要目标是减少每年进入环境的锂离子电池数量
锂的开采不仅消耗大量的能源和水，而且锂是一种易燃、有毒的物质，在回收工厂甚至会着火
主要技术公司现在估计，在未来50年内，我们可能会看到数万亿台物联网设备
这是大量使用过并最终被丢弃的电池
“考虑到电池对环境的影响，研究无电池能量收集系统是不言而喻的，”帕韦尔扎克说
“我们不知道将会出现的新设备的确切数量，但没有人怀疑设备的绝对体积是巨大的，越来越多的消费电子产品将由电池供电
这些电池必须更换，然后回收，所以我们需要开发一个系统来减少电子产品的碳足迹
" “如果我们希望有一个可持续的计算愿景，那么我们必须重新思考如何设计这些系统，”海丝特补充道
“我们的技术将为下一代万亿设备的设计提供信息，并实现实用、可扩展和有用的物联网
"
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