未来的工厂，不包括电池

许多分析人士预测，未来10年，工业“物联网”(IoT)设备将出现爆炸式增长。传感器在这些预测中发挥着重要作用。

不幸的是，传感器有其自身的缺点，其中许多是由于有限的能源供应和有限的电池寿命。

现在，创业公司Everactive已经开发出了可以24小时运行的工业传感器，它只需要很少的维护，而且可以使用20年以上。该公司不是通过重新设计电池来制造传感器的，而是将电池完全去掉。

其关键在于Everactive公司的超低功率集成电路，这种电路可以从室内光线和振动等来源获取能量，从而产生数据。传感器不断将数据发送到Everactive基于云的仪表盘，为用户提供实时的洞察、分析和警报，帮助他们充分利用工业物联网设备的力量。

Everactive联席首席技术官David Wentzloff SM ‘ 02, PhD ‘ 07说:“这一切都是由支持持续监控的超低功耗芯片实现的。”“因为我们的能量来源是无限的，所以我们不会在关闭收音机或做其他(限制)事情来节省电池寿命之间做出权衡。”

Everactive在其芯片上构建成品，客户可以快速大量部署。它的第一个产品监控蒸汽疏水阀，疏水阀从蒸汽系统中释放冷凝液。这种系统被用于各种行业，Everactive的客户包括石油和天然气、造纸和食品生产等行业的公司。Everactive公司还开发了一种传感器，用于监测旋转机械，如马达和泵，它使用的是第二代无电池芯片。

通过避免与其他传感器相关的成本和限制，该公司相信它将在由iot驱动的向未来工厂过渡的过程中扮演重要角色。

“这是一种完全免费维护的技术，不需要电池，由收集的能量提供动力，并且始终与云相连。”你可以用它做很多事情，很难理解，”温特洛夫说。

电池脱落

Wentzloff和他一直很活跃的联合创始人兼首席技术官Benton Calhoun SM ‘ 02, 06博士从他们在麻省理工学院的时候开始，已经从事低功耗电路设计工作十多年了。他们都在Anantha Chandrakasan的实验室完成了他们的博士研究，Anantha Chandrakasan目前是Vannevar Bush电子工程和计算机科学教授，也是MIT工程学院的院长。卡尔霍恩的研究重点是低功率数字电路和内存，而文茨洛夫的研究重点是低功率收音机。

在获得博士学位后，两人都成为了他们本科时就读的学校的助理教授——温茨洛夫在密歇根大学任教，卡尔霍恩在弗吉尼亚大学任教——他们至今仍在那里教书。即使在这个国家的不同地方定居下来，他们仍然继续合作，申请联合资助，建立基于电路的系统，把他们的研究领域结合起来。

这次合作并不是一个孤立的事件:创始人与他们在麻省理工学院的许多联系人保持着联系。

“直到今天，我还和我的同事和教授保持着联系，”Wentzloff说。“这是一个很好的团队，尤其是当你谈论集成电路领域的时候。这是一个很棒的社区，我真的很珍惜和欣赏这种经历以及由此而产生的那些联系。这是麻省理工给我的职业生涯留下的最长的印象，那些我一直保持联系的人。我们都在互相帮助。”

温茨洛夫和卡尔霍恩的学术实验室最终发明了一种无电池生理监测仪，它可以追踪用户的运动、体温、心率和其他信号，并将这些数据发送到手机上，同时利用从身体热量中获取的能量运行。

“那就是我们决定要把这项技术商业化的时候，”Wentzloff说。

2014年，他们与半导体行业资深人士布兰登·理查森(Brendan Richardson)合作创立了这家公司，最初名为PsiKick。

起初，当温茨洛夫把公司描述为“三个人和一只狗在车库里”时，创始人试图重新设计包含传感器接口、处理能力、内存和无线电信号等完整计算系统功能的电路设计。它们还需要结合能源收集机制和能源管理能力。

“我们擦肩而过，重新开始，”文茨洛夫回忆道。

两位创始人最初试图将他们的芯片卖给其他公司，在其之上建立解决方案，但他们很快意识到业界对无电池芯片还不够熟悉。

“这是有一定教育水平的，因为有一代工程师习惯于用电池驱动的芯片进行系统设计，”Wentzloff说。

学习曲线让创始人开始为客户构建自己的解决方案。如今，Everactive将其传感器作为更广泛服务的一部分，包括无线网络和数据分析。

该公司的传感器可以通过微小的震动来提供动力，工厂内的灯光昏暗到100勒克斯(lux)，温差低于10华氏度(10 degrees Fahrenheit)。这些设备可以感知温度、加速度、振动、压力等等。

该公司表示，与传统传感器相比，其传感器的操作成本要低得多，也避免了部署数千台电池驱动设备带来的维护问题。

例如，Everactive考虑了部署1万个传统传感器的成本。假设电池的使用寿命为3年，那么客户每年平均需要更换3333块电池，也就是说每天需要更换9块以上的电池。

下一次技术革命

通过节省维护和更换成本，Everactive客户能够部署更多传感器。再加上这些传感器的近连续操作，将操作的可视性提高到了一个新的水平。

卡尔霍恩说:“(取消对安装传感器的限制)开始给你一种第六感，如果你愿意的话，你会对你的整体运作情况有一种第六感。”“这是令人兴奋的。顾客们想挥一挥魔杖，就能确切地知道他们所感兴趣的地方正在发生什么。部署数万个传感器的能力让你接近那根魔杖。”

由于Everactive公司已经部署了数千个蒸汽阱传感器，Wentzloff相信，该公司用于马达和其他旋转机械的传感器将对物联网市场产生更大的影响。

除了Everactive的第二代产品，两位创始人说，他们的传感器还需要几年时间才能达到半透明、柔韧和邮票大小。到那时，客户只需将传感器粘在机器上就可以开始生成数据。如此容易安装和使用的影响将远远超出工厂车间。

“你听说过智能交通，智能农业等等，”卡尔霍恩说。“物联网有望使我们所有的环境都智能化，这意味着人们能够意识到正在发生什么，并利用这些信息使这些环境能够预测我们的需求，并尽可能高效地运行。”我们相信无电池传感技术是实现这一愿景所必需的，也是不可避免的，我们很高兴能成为下一个计算机革命的一部分。”