Föreställ dig att driva dina enheter genom att gå. Med teknologi som nyligen utvecklats av en grupp forskare vid det kinesiska universitetet i Hong Kong, den möjligheten kanske inte är långt utom räckhåll.

Gruppen beskriver tekniken i Bokstäver i tillämpad fysik , från AIP Publishing. En energiskördare är fäst vid bärarens knä och kan generera 1,6 mikrowatts effekt medan bäraren går utan att ansträngningen ökar. Energin räcker för att driva liten elektronik som hälsoövervakningsutrustning och GPS-enheter.

"Självdrivna GPS-enheter kommer att locka uppmärksamheten från klättrare och bergsbestigare, " sa författaren Wei-Hsin Liao, professor vid avdelningen för maskin- och automationsteknik.

Forskarna använde ett speciellt smart makrofibermaterial, som genererar energi från någon form av böjning den upplever, för att skapa en vevmekanism – liknande det som driver en motor. Författarna valde att fästa enheten på knät på grund av knäledens stora rörelseomfång, jämfört med de flesta andra mänskliga leder.

"Dessa skördare kan skörda energi direkt från stora deformationer, " sa Liao.

På grund av den kontinuerliga fram och tillbaka materialet kommer att stöta på när bäraren går, varje gång knäet böjs, enheten böjs och genererar elektricitet. Detta innebär att skördaren kan "fånga biomekanisk energi genom den naturliga rörelsen av det mänskliga knäet, " enligt Liao.

Tidigare bärbara energiskördare utnyttjade vibrationerna som orsakades i enheten till följd av rörelse, vilket kommer med nackdelar vad gäller effektivitet.

"Frekvensen av mänsklig gång är ganska långsam, vilket avsevärt minskar energiutvinningsförmågan, " sa Liao. Eftersom gruppens enhet använder en annan metod, den kringgår denna begränsning.

Prototypen väger endast 307 gram (0,68 pund) och testades på mänskliga försökspersoner som gick i hastigheter från 2 till 6,5 kilometer i timmen (cirka 1 till 4 miles per timme). Forskarna jämförde bärarnas andningsmönster med och utan enheten och fastställde att energin som krävdes för att gå var oförändrad, vilket innebär att enheten genererar ström utan kostnad för människan.

Forskarna noterar fördelarna med en effektiv, bärbar energiskördare och blickar mot framtida kommersialisering av tekniken.

"Självdriven utrustning kan göra det möjligt för användare att bli av med den obekväma dagliga laddningen, " Sa Liao. "Denna energiskördare skulle främja utvecklingen av självdrivna bärbara enheter."