近年来，随着物联网技术和移动通信技术的日益成熟，智能可穿戴设备得到了迅速发展，它们被广泛应用于医疗健康、航空航天、军事、数码等领域，可以帮助人们更好地监测身体的生命体征，动态感知外部环境，实现更高效的交流，甚至还可以及时地反馈和处理信息。

作为贴身穿戴的智能设备，它们往往被希望具有便携性、小型化和柔性化等特性，以确保能给用户带来更加舒适的穿戴体验。然而，为这些设备提供能源供应的传统电池却存在质量大、体积大、电池寿命短、供电寿命有限等问题。可以说，能源供应问题在一定程度上制约了可穿戴智能设备的进一步发展。

基于此，国内学者们提出了一种可穿戴的泛在能源系统。通过柔性可穿戴的衣服和设备，可以有效地收集那些普遍存在的能量，例如太阳能，热能以及人体运动产生的机械能，并将其转换为电能以进行综合利用。它不仅可以避免单一能源供应的环境限制，而且可以满足低功耗可穿戴设备正常使用的能源需求。这是解决智能可穿戴设备能源供应问题的有力手段。

泛在能源的收集

不同类型的泛在能量具有不同的收集机制。

1、太阳能

太阳能在自然界中广泛存在且包含巨大的能量。通过利用半导体材料的光电转换特性，可以将太阳能转换成电能，最有效的方式是制作太阳能衣服，如图1（a）所示。多个柔性太阳能电池通过电线连接，以形成一个柔性太阳能电池阵列，该阵列放置在衣服的背面，以此采集太阳能并转换成电能，从而为可穿戴智能设备供电。

2、热能

人体与外部环境之间存在温差。基于塞贝克效应，利用温差发电是收集可穿戴热能的最有效方法。热电发电机串联和并联排列在柔性电路板上，以形成热电模块，如图1（b）-1所示，将热电模块布置在运动紧身衣的前面，以制作热电衣服，热电发电机与人体皮肤紧密接触时，能量会被有效地收集和转化。

3、机械能

可以从正常的人类活动中获取大量的机械能，例如人体关节的旋转和重力的负荷。根据电磁发电原理，学者们设计了由惯性驱动和压力驱动的人脚机械能采集装置并安装在鞋垫中，如图1（c）所示，它利用行走惯性和脚踏压力来实现发电和能量转换，还可以起到缓冲作用，防止运动损伤。

能源存储与消耗的优化

目前，主要用于能量存储的传统电池（例如锂电池）具有许多问题，例如重量大，体积大，能量供应寿命有限，定期更换，材料浪费和环境污染等。

考虑到柔性可穿戴智能设备的舒适性需求，柔性的储能组件可以更好地实现储能。目前，具有与普通超级电容器相同性能的柔性固态超级电容器目前正在实验室研究中，它的形状类似于布的形状，质地非常柔软，适用于可穿戴系统，所收集到的泛在能源可以稳定有效地存储在柔性固态超级电容器中。

此外，减少传感器、芯片和通信系统的能量消耗，以及选择最高效的联网技术，也是提高可穿戴设备续航能力的有效方法，例如低能耗高性能芯片的开发，“身体区网络”通信方式的发展等。

将来，各种泛在能源之间的联系将得到进一步加强，随着相关研究的进一步深入，多种泛在能源的集成和调度使用或可实现连续能源供应，可穿戴智能设备的持续供应能源问题也将得到有效解决，这将大幅提升可穿戴智能设备的用户体验，也将进一步把可穿戴应用推向更加广泛的消费市场。