這次我們要用無線充電、物聯網和大數據打造一套改變未來的生態體系

這次我們要用無線充電、物聯網和大數據打造一套改變未來的生態體系
Photo Credit:朱峰森
我們想讓你知道的是

無線充電可能不再只是一個未來的幻想,而是近在眼前、台灣廠商也很有機會掌握成為主角的一項未來科技趨勢技術。

唸給你聽
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文:朱峰森博士

你曾遇過手機沒電但找不到插座的狀況嗎?筆者時常遇見這種狀況,並且感到困擾。

因為我是個懶得帶行動電源(根本沒買)又很常出國(一個多月一次)的傢伙,儘管每天出門都會確認手機電力是滿格,但到了下午或黃昏還是會滿街到處找插座。

我曾經在阿姆斯特丹的中央大街從街頭到街尾一家一家地找插座,因為需要Google map導航但手機快沒電了。我曾經在米蘭車站繞著周圍的商家找插座,因為我在這裡約了人碰面需要保持Line暢通但手機快沒電了。我曾經在香港國際金融商場一層樓一層樓地找插座,因為我要在這裡待幾小時但筆電撐不了那麼久。

然後有一天我就生氣了,難道沒有甚麼方法可以解決這個問題嗎?

公共場所的電力供應其實是一個存在已久的問題,隨著行動設備的普及,這個問題也被越來越多人注意。不過,或許是大部份店家覺得提供插座太麻煩也不想承擔電費、也可能是會帶著變壓器跟充電線出門的人不多,儘管有些咖啡店、捷運站有提供插座,但普及度並不令人滿意。

01__台北車站充電站_(自行拍攝)
Photo Credit:朱峰森
台北車站充電站
02__台中高鐵充電站_(自行拍攝)
Photo Credit:朱峰森
台中高鐵充電站
或許,無線充電是解決這個問題的一個好方法

兩年前,美國的星巴克跟英國的麥當勞各自找了一家公司嘗試這件事。星巴克找的是一家叫做Powermat的公司,而麥當勞則是由Aircharge來提供相關的服務。在台灣,鴻海的子公司鴻騰(FIT)也曾在兩年前與統一超商合作,在幾家店面提供無線充電的服務。然而,使用人數並未呈現爆炸性成長,後續跟進的商家數量亦寥寥可數。

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Photo Credit: Starbucks官網截圖
Starbucks的無線充電服務

這背後的原因有很多,除了無線充電技術本身還沒有到位,無法提供使用者良好的體驗之外,沒有足夠數量的充電地點,無法讓消費者感覺到去哪都可以使用的方便也是重要的原因。那要如何改善這兩件事?能不能有一天我可以什麼都不用帶出門,又可以去到哪都不用擔心手機沒電?

在2014年的暑假,這個念頭鑽入了我的腦海,盤旋不息,這就是後來無線充電網路計畫的起源。

當時我在全球詢問這些在公共場所提供無線充電服務的公司,到底為什麼店家會不願意在店內提供無線充電服務,大致上可歸為這四個原因:費用、管理、設計和好處。

店家提供無線充電服務的四個痛點

首先,在一家店裡面提供無線充電服務比提供WiFi困難多了。前者只要在櫃檯放一台WiFi基地台事情就差不多了,但後者不是這樣。現在使用無線充電的方式跟上面那張星巴克的圖是一樣的,手機必須要擺在充電器上,而充電器很可能必須要埋在桌子裡面。那麼,在沒有看到足夠的需求之前,店家很可能不願意支付充電器的費用與桌面施工的費用。

管理是第二個問題。這台充電器裝在這張桌子裡面,壞掉了有誰知道?無線充電器本身並沒有任何對外的顯示介面(更別說還裝在桌子裡),有沒有壞掉只有用了才知道。如果有家店裝了20台充電器,店家大概無法常常去確認是否所有充電器都正常運作,因此只有收到客訴的時候店家才會知道這台充電器壞掉了。(然後都嵌在桌子裡面了,維修肯定也是麻煩事)除此之外,店家可能也會想知道這些充電器裝在這裡到底有沒有人用?一天用了幾個小時?有多少人用?到底是很多人用所以該多裝幾台,還是根本沒人用乾脆拆掉算了。

第三,是設計問題。前面提到,安裝充電器可能必須要對店內的傢俱施工,那施工品質就很重要了。尤其對很多在意店內風格跟質感的商家來說,能不能保障這些充電器能恰當的融入而不顯突兀,是絕對需要考慮的事。

最後,如果上述那些問題都不是問題,總還是會有店家問起,除了提供充電服務增加客戶方便之外,對我本身的營運有沒有別的好處呢?

針對以上幾個問題,經過一段時間的思索,筆者在2014年底提出了無線充電網路這個概念。

打造無線充電網路生態

想法很簡單,我認為不應該要求店家自行解決以上這些問題,而是應該要有一家公司協助這些店家解決這個問題。由於筆者出身電信領域,很自然的就拿電信產業中的營運商(比如中華電信)作為類比。

或許將來在無線充電領域也會出現像中華電信這樣的營運商,他們在許多店家中安裝無線充電器,承擔所有費用,提供使用者無線充電的服務,就如同中華電信四處安裝基地台,提供使用者無線通信服務一樣。

他們應該要有一套管理系統,這套系統包含從無線充電器一直到雲端監控中心的所有通訊連結,讓中心能夠即時監控充電器的狀態,解決所有管理上的問題。比如像剛剛提到,充電器壞掉了,監控中心一定第一個知道。

由於所有安裝都由一家公司協調,自然也可以同時做到標準化跟客製化。一來安裝規格標準化,在裝的時候就考慮到壞掉的時後該怎麼換,維修就簡單多了。也由於這家公司擁有具備安裝經驗的設計師,自然容易為店家進行客製化設計。

以上三個想法,基本上就是我當時針對前三個問題的答案。不過第一個問題並沒有完全解決,只是把費用從分散到各個店家集中到同一家公司,但這家公司依舊需要取得足夠的營收來支付這些費用。

我一開始的想法很簡單,既然中華電信可以一個月跟我收幾百元到上千元來提供網路吃到飽的服務,那會不會有人願意支付一個月100元充電充到飽呢?台北市跟新北市加起來超過600萬的流動人口,只要有1%的人願意月付100元,一個月的營收就是600萬,5%的人願意月付,月營收就是3000萬。

那我要在多少家店安裝無線充電器才會有1% 的人願意月付100元呢?還是不管多普及都不會有人願意付錢呢?而這麼多家店的安裝與營運成本又是多少呢?

不管上述問題的答案是值不值得,短時間內大概都難以實現.這跟電信系統一樣,要月付吃到飽,就得保證覆蓋率。沒道理我付了吃到飽的錢,但卻就只有在某幾家店可以用。所以在大規模普及之前,月付吃到飽是不可行的,這就衍生出了計畫的另外一個重點:加值服務。

既然有雲端管理系統,那為什麼不多做一個App呢?至少讓使用者可以查詢哪邊有充電器吧。而且有了這個App,是不是就能讓店家透過雲端管理系統設定特定的條件,只有滿足這些條件的消費者(比如有買東西的人)才能使用店裡面的充電器?這樣就順帶解決了最後一個問題:不但可以讓消費者更方便,同時也能帶動店家的銷售量,增加店家的營業利益。

更進一步,如果可以要求使用者登入(如facebook或其他會員帳號),不就可以取得使用者提供的個人資訊,加上每位使用者在哪裡充電充了多長時間雲端都有紀錄,這樣是否就能做更精準的行銷?更進一步來說,既然有帳號,是不是可以設計一些遊戲,要求使用者用玩遊戲的方式累積點數,再用點數換充電時數?

無論如何,下圖就是筆者在2015年初提出的無線充電網路架構,包含從App到雲端,從雲端到充電器,從充電器到手機的連線,形成了一個完整的通訊環。

05__無線充電網路示意圖_(自行繪製)
Photo Credit:朱峰森
無線充電網路示意圖

我們邀請了7家公司共同實做這個系統,有人做晶片有人做模組,有人做通訊閘有人做雲端,有人提供加值服務有人做App,並且聯合向經濟部申請A+整合型計畫。

經過了長達14個月的審查與將近一年的研發,目前看起來這個在全球都算領先的系統應該可以在2016年的6月完成第一版,並在台北初試水溫。由於在2014年底筆者設計這個系統時,全球還沒有幾家無線充電營運商的存在,當時就我所知,只有加拿大的ChargSpot、英國的Aircharge跟Chargifi,還有美國的Powermat,於是筆者就徵詢了一位就讀台大電機時的大學同學意見,請他成立了一家公司,即是將來負責營運此網路的公司:百搭網路。

從以上描述可略略窺知,這個系統是以無線充電提供服務,以物聯網實現雲端監控,而後面整合充電時間、地點及App資料來創造加值服務,則是大數據的概念。

無線充電網路的未來目前還是未知,筆者與各位一樣沒有概念。店家會不會因為解決了這些問題而願意在店裡面提供無線充電服務?消費者會不會因為可以少帶行動電源,變壓器跟充電線而樂於使用無線充電?整個系統會不會在某一天成為如電信網路般的龐然大物,還是默默消失在歷史中?更重要的是,營運商能不能獲得足夠的營收以存活,並繼續營運這個網路?

這一切都是未知,但我有幸曾經有過這些念頭,並有機會實現它。

如果所有的電器都沒有線:改頭換面的傳統產業

筆者偶而會在腦海中描繪一下未來,試圖跨過光陰的天塹窺視未來的某個角落.去猜測到底無線充電能為人類的生活帶來多少改變。

2015年6月,IKEA推出了無線充電傢俱系列,宣告了一個新的可能。會不會有一天再也不需要買什麼無線充電器,新買的傢俱本身就有內建無線充電功能。無論是桌燈、立燈還是床頭櫃,可以隨意把手機一丟就開始充電,再也不去管電線跟插座的問題。

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Photo Credit:IKEA官網
IKEA無線充電系列傢俱,畫十字的部分即是充電器所在位置

不過就筆者所知,這些傢俱的銷量並不算太好。主要原因還是2014年IKEA開始設計這款傢俱時,當時的無線充電技術並不足以帶來足夠好的使用者體驗。一方面充電速度太慢,另一方面使用者需要精準地把手機置於充電器上的某個特定位置,稍有偏差就無法充電,這就導致使用者覺得很難用也不會想買。(不過台灣沒有上市,想買也買不到)

不過儘管如此,這個系列產品的確引領了某種風潮,開啟了筆者對於傢俱產業的想像。

接下來,如果傢俱已經內建了無線充電,還有什麼地方是會經常待著可以充電呢?2016年初,無線充電聯盟 (Wireless Power Consortium, WPC)宣布,全球共有34款車系提供車上無線充電的功能。

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Photo Credit: Audi官網
Audi的設計是將充電器放在置物箱內

以上兩個例子僅僅只是整個藍圖的一小部份,事實上,只要是能放東西的地方就可以內建無線充電功能,不管是櫃子、冰箱、窗台或其他。華碩就曾經推出過一款個人電腦,在頂部加上無線充電功能。Intel也曾經展示,在筆記型電腦觸控板旁邊的空位加上無線充電功能。

下圖是2015年某家公司推出的產品,在提包內嵌入無線充電器,希望讓使用者不再去考慮電線跟變壓器之類的問題,把手機平板往皮包內一扔就好。

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Photo Credit: Leoht官網截圖
可無線充電的包包

說到這裡,提的都是充電器,充電的對象都是如平板手機之類的,但理論上,所有的電器都可以拿掉電線,使用無線充電。

很多年前,荷蘭的飛利浦就開始把電動牙刷跟刮鬍刀改成無線充電.這是因為浴室的環境潮濕,為了避免這些浴室電器的充電接口受潮而損壞,乾脆移除了充電接口,這樣就等於是防水了。再來,就是近年流行的穿戴式設備,也開始使用無線充電(畢竟在眼鏡跟手錶上做USB接口真是蠻蠢的,又不防水),如兩年前的Motorola推出的Moto360以及去年Apple推出的Apple Watch。

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Photo Credit: Motorola官網
Moto 360的充電器

2015年,德國的博世集團(Bosch)推出了無線充電的工具機,開啟了工業用無線充電的新紀元。

這是因為工廠裡面的環境往往高溫且髒亂,甚至油污處處,電器的充電接口都需要小心清潔保護以免釀成意外.因此將有線的工具機改為無線充電,這樣不單可以增加安全性,還可以延長電器的使用壽命,降低工廠維護成本。除此之外,對於有需要出門在外使用工具機的人來說,也提供在汽車的行李箱安裝無線充電器的選項。為了在車輛行進時可以邊充電,這種安裝方式會在充電器上增加一個卡榫,讓工具機可以卡在充電器上面充電不至於滑動。

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Photo Credit: Bosch
博世集團推出的無線充電工具機
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Photo Credit:朱峰森
於展場拍攝的無線充電工具機

以上所提的,都是真實的已經在市面上販售的商品。隨著無線充電技術的發展,嘗試整合無線充電技術的傳統家電也出現了.只不過由於技術上的限制,大部分都還只是樣品,並非實際販售的商品。

中國的海爾集團曾在2013年推出過無尾系列家電,概念很簡單,廚房不設插座,所有的充電器都內建在中島上,所有的電器都是放上去就可以用。2014年,日本的Toshiba跟荷蘭的飛利浦也展示了類似的概念,電鍋、電子鍋、攪拌器和熱水瓶等通通都不再需要插線。

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Photo Credit:海爾官網
無線充電廚具,海爾集團無尾系列

不過由於技術上的限制,這些產品中的大部分並沒有真正銷售到市場上,只是展示一個未來的概念而已。就算到了現在,在無線充電聯盟中關於廚房電器的標準也還在0.5版左右,應該還需要兩年左右的時間,這些產品才有機會真正問世。

如果電動車也能無線充電該多好

在所有能夠無線充電的商品中,電動車應該算是非常令人期待的一種。

因為電動車最為人詬病的一點就是充電時間太長,如果還是跟使用汽油車一樣的習慣,用完才去充電站充電,就要在充電站等待比加油更久的時間才能充飽電離開。但若是使用無線充電,而且充電器可以嵌入停車格的話,就變成只要是停車的時間就可以充電。

兩年前我為《有物報告》寫第一篇無線充電相關文章時就提過這樣的想法[1]。因為大多數人大部分時間都是待在市區的,一台車一天真的在路上開的時間也不到幾小時,很多時候其實都是停在各式各樣的停車場。也就是說,充電的時間並不是特意為了充電而花的時間,而是上班的時間、逛街的時間還有出去玩的時間。

當時這個想法僅僅還只是紙上談兵,不過這兩年開始出現幾家車廠認真在實驗這個想法.比如說Toyota還有BMW

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Photo Credit: Toyota官網影片截圖
電動車無線充電概念展示

當然,目前全球能夠提供這樣技術的公司並不多,最有名的當屬MIT教授Marin Soljačić自己出來開的公司WiTricity。不過業內人士的意見是,這家公司是由一群科學家組成,所以理論很厲害,但量產並非專長,很多大規模製造上的問題還是需要倚賴某些亞洲公司來解決。

事實上,電動交通工具本身是可以擁有非常多想像空間的。既然YouBike可以普及台北市,捷安特又已經有了電動腳踏車,那為什麼不能讓YouBike變成電動式且支援無線充電呢?只要在現有YouBike車架上安裝無線充電器,當腳踏車放置在車架上時就開始自動充電,APP可查詢每一台車的電池電量,這樣就完全足以升級現有的服務。

現在大多數人騎YouBike只為短距離(1-2公里)移動,一般不會真的騎太遠。但如果YouBike變成電動式的,會不會連中距離(5-10 公里)的移動需求都能滿足?這樣一來,整個城市的摩托車數量會不會大幅下降?再更進一步,如果到處都能找到無線充電器,電動滑板、電動滑板車等個人移動設備是不是也能夠用來滿足短距離的移動?

最後要提的,是個靈機一動的想法.某天,筆者在網路上看到了一個很有意思的漂浮燈泡(下圖),由於燈座內部安裝了磁浮模組,所以燈泡可以漂浮在空中,同時燈座也具備了無線充電功能,所以燈泡不用接觸燈座也會發光。更重要的是,這個燈泡設計的夠漂亮.這激發了筆者一個想法:「台灣一直說要推文創產業,那為什麼不將設計跟一些最新的科技結合呢?」

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Photo Credit: Flyte官網
瑞典設計師Simon Morris打造的漂浮燈泡

比如像是一個手機皮套,本身就內建無線充電功能,手機放在裡面的同時就在充電,又或者像是滑鼠,放在滑鼠墊上時就在充電

這個想法,筆者稱呼它為科幻文創。或許可以辦一些駭客松類型的比賽,由主辦單位提供無線充電模組(甚至可以提供雲端服務),邀請有興趣的團隊來參賽.看能不能將一些日常用品重新設計,並與無線充電、物聯網和大數據這些新型態的技術應用結合,以此激發出一些特別的創意,並產生有實用價值的商品。或許,這會比單純的文創更有機會成為一個產業。

一切的基礎:即將成熟的無線充電技術

以上描述的一切,其實都建立在一個很重要的假設上,就是「無線充電技術已經成熟到足以帶來良好的使用者體驗」。否則,消費者覺得很難用的東西,又怎麼可能普及?

那所謂良好的使用者體驗是指什麼呢?

我想排名第一的,應該就是充電速度吧。畢竟不管是有線還是無線,目的就是要充電,那速度當然是越快越好.要是充得很慢我不如麻煩一點插個線,在外面的話就把行動電源拿出來 。

再來,就是使用上的舒適程度。在第一段提過,現在無線充電的使用方式,需要使用者將接收器(比如手機)放在充電器上,沒辦法像使用WiFi那樣拿在手上到處走都可以充電。不過如果只是單純地擺著就可以充電那或許還好,如果還要精準的擺在某一個特定的位置,偏了一點點就充不到那可能就會覺得不太好用。

當無線充電聯盟在2010年推出第一版無線充電標準時,產品可以說是又慢又難用,就算是2014 年推出的第二版規格也好不到哪裡去,規格雖然說跟有線充電一樣是5瓦特的充電功率,但在大多數情況下速度還是只有有線充電的60 - 70%,甚至更少,而且接收器還必須精準的放在充電器上面,偏差一點點都會停止充電。以麥當勞在2015年初提供的服務為例,手機就必須精確地放在充電器上,而且放30分鐘電池大概也只會增加10-15%。

由於這個狀況,在2012年出現了一個新的國際組織——無線電力聯盟(Alliance for Wireless Power, A4WP)(註:該聯盟已經在2015年年底跟PMA合併為AirFuel),其目標就是至少要解決難用的問題。A4WP的充電器,號稱同時可以充三支手機,而且隨便怎麼擺都可以充。雖然沒有解決充電速度的問題(一樣是5-6瓦特的規格),但至少使用者不需要精確的將接收器擺在充電器的某個位置上,降低了使用的困難度。

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Photo Credit: Youtube影片截圖
A4WP無線充電展示

然而,A4WP為了達成這個自由度,所採用的方法是加大傳輸線圈的尺寸,這就導致了電磁場的強度可能會超過安全及干擾規範。為了避免將來無法符合法規的要求,主推A4WP的公司——美國的高通(Qualcomm)就想出了一個辦法,把充電的頻率設在ISM(Industrial, Scientific and Medical)頻段上,明確地說,是設在所有ISM頻段中最小的那一個–6.78 MHz。

所謂的ISM頻段,又稱為工科醫頻段,是一組公益性質的頻段,由聯合國轄下的國際電信聯盟所定義,專門為工業,科學和醫學設備所使用。每個國家都可以從這一組頻段中選擇數個作為自己國家法定的ISM頻段,以供國內的工科醫設備無償使用。由於ISM頻段是共用的,如何避免別人的干擾要自己想辦法,也就是會把這個頻段上的電磁規範放鬆一點。某種程度,筆者其實蠻佩服想出這個辦法的人跟這樣的文明體制,「只要符合法規,我幹什麼都可以.如果東西出了問題,那是訂法規的人太笨,不能怪我鑽漏洞.」因為這種體制,制定法規的人才會兢兢業業去改善法規.

總之,就靠著這種方法,A4WP的充電器儘管有些安全上的爭議,依舊能夠通過美國跟歐洲的安全法規,拿到FCC跟CE的認證。

不過這一招在某些國家就行不通了,比如中國、台灣跟日本,因為這三個國家並沒有選擇6.78 MHz作為ISM頻段,所以也不適用放寬後的電磁法規。為了解決這個問題,幾家主導A4WP 標準的大公司(如Intel跟Qualcomm)在過去兩年間就曾對這幾個國家的相關機構提案,希望能把6.78 MHz納入ISM頻段,或者是讓他們的充電器成為特例,適用ISM頻段的法規認證.

到目前為止,中國尚未同意這些提案,但日本跟台灣都同意了。以台灣為例,在2015年7月1日NCC第58次廠商一致性會議中,高通派出了法務部門及研發部門代表提案,希望NCC能同意讓A4WP的充電器適用ISM頻段的測試方法,而NCC也同意了[2]。

然而,正如第一段所說,筆者希望無線充電將來能夠普及到每一個角落,取代所有的電線,因此安全規範是絕對不能讓步的。到目前為止,由於以下三個原因,筆者還是不贊成讓A4WP這種充電器大規模的普及,尤其是普及在公共場所,至少在現階段不贊成。

我目前不贊成在公開場所安裝這個無線充電器三大原因

原因一:會燒毀悠遊卡

首先,這種充電器所使用的頻率,如剛剛所說是6.78 MHz.而在充電的過程中,會在一倍頻的地方(也就是6.78 x 2 = 13.56 MHz)產生一個相當大的電磁干擾,而這正好是悠遊卡的使用頻段。由於充電的功率大於讀卡機的功率不少,周圍的悠遊卡都會在幾秒鐘之內被燒掉。筆者曾經拿著自己的悠遊卡做了一個實驗,實驗結果如下圖,在NFC晶片的位置被燒了一個洞。

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Photo Credit:朱峰森
A4WP的充電器存在著會燒毀悠遊卡的問題

事實上,會被燒掉的不只是悠遊卡,只要是使用13.56 MHz這個頻段的NFC(或RFID)卡片都有這個風險,包括一些內建NFC或RFID的信用卡,這就是筆者現階段不贊成大規模在公共場所安裝這種充電器的理由之一,如果消費者的卡片被燒掉了,誰要來負責?

原因二:會加熱光碟超過攝氏一百度

在無線充電的領域中,有一項技術叫做「異物偵測」,也就是說,如果充電器發現了不屬於接收器的金屬靠近,為了避免加熱這些金屬,就要即時斷電。像是鑰匙啊,硬幣之類的如果靠近,充電器就應該停止充電.在WPC所制定的標準中,「異物偵測」就受到了很大的重視。

但A4WP在制訂標準時宣稱,他們所使用的頻段(6.78 MHZ)不會加熱金屬,所以不需要制定「異物偵測」的規範.但其實這個頻段的電磁波不是不會加熱金屬,還是會,但只限於非常薄的金屬,如光碟片上那一層。下圖就是聯發科代表在某次會議時報告的實驗結果,他將光碟片放在A4WP的充電器上一分半鐘之後,光碟的溫度就會超過攝氏100度。

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A4WP的充電器存在著會將光碟加熱到超過攝氏100度的問題 Photo Credit:聯發科技/立錡科技提供

原因三:會干擾植入式醫療器材

如果說前兩個問題都可以透過事前警告消費者來免責 (根據美國幾家公司的說法,只要有在充電器上貼「請勿將悠遊卡/光碟靠近充電器」這樣的警語,就可以免除大部份的法律責任),最後一個問題就是筆者真正不同意計畫內廠商安裝這種充電器的最大理由。

筆者第一次較為確認這件事,是一篇日本北海道大學的論文[3],論文中說使用10 MHz的無線充電器會在心律起搏器的連接器上產生一個干擾電壓。

由於要推動無線充電網路計畫,筆者必須要了解那些依照目前的安全法規測不出來的風險,因此就開始多方尋找資料。後來在美國的食品藥品管理局(FDA)找到了幾篇報告跟論文[4][5],討論了NFC對植入式醫療器材的影響。結論大抵上是,若這台NFC讀卡機所使用的頻段是13.56 MHz,就會對市面上6%的植入式醫療器材有影響,但應該不至於產生太過嚴重的結果,

如果各位還記得,問題一中曾經提到,A4WP充電器會燒掉悠遊卡的原因是,充電過程中會在13.56 MHz這個頻段產生一個大的干擾訊號,而這個干擾訊號比讀卡機來得大,所以悠遊卡無法承受。

結合上述兩個結論,就可以確定這種充電器對植入性醫療器材的確有干擾。由於充電的功率還有時間都遠大於讀卡機(使用讀卡機只會嗶一下就結束了,但充電器會持續使用幾十分鐘),筆者懷疑影響的比例可能會遠高於6%,影響的程度也會比讀卡機嚴重。

當然,這一切有可能都只是筆者過慮了,將來或許都會被證明是沒有問題的,這也是科學演進的必經之路。但是身為計畫的推動者,筆者還是希望至少能夠避免已經知道的風險.特別是這些東西將來可能會大規模安裝在公共場所,儘管這些東西目前都合乎法規,主事者應該還是要負起道義上的責任,避免危及一般大眾的生命財產。

反觀WPC充電器,由於在設計的階段就有將這些因素考慮進來,所以這幾方面的風險是較低的。比如悠遊卡的燒卡問題,雖然坊間還是有謠傳WPC充電器存在類似問題,但經過我們合作的幾間廠商測試之後,截至目前為止,並沒有出現損壞悠遊卡的情況。

28__國美測試結果_(廠商提供)
Photo Credit: 廠商提供
智慧電源科技實驗結果,悠遊卡結構並無損傷
29__迅杰測試結果_(廠商提供)
Photo Credit: 廠商提供
迅杰科技實驗結果,悠遊卡安然無恙

雖然我們並未針對光碟片做類似的實驗,但由於WPC原先就有設計「異物偵測」的機制,所以一般市場上並沒有傳出有加熱的風險.在對醫療器材的干擾上,目前也有看到一篇德國Aachen大學的論文指出[6],WPC的充電器並不會對植入式醫療器材造成干擾。

因此目前筆者對WPC充電器的判斷是,並無已知風險。

綜合以上,各位就可以看出,在2016年的年初,筆者手上其實根本沒有可以安裝在公共場所的充電器。要嘛是雖然安全但充電速度很慢又很難用(WPC),要嘛是很好用但有安全上的風險 (A4WP),這是要怎麼推廣無線充電啦!更不要說建立於其上的網路, 營運與加值服務。

很幸運的,筆者在2016年初發現了有個WPC的台灣會員,竟然默默的在做一些國外大廠都沒有注意到的事,而這些事情能夠有效的解決筆者提到的「使用者經驗」的問題.目前最新的測試結果如下圖,能夠將HTC10(電池3000mAh)在32分鐘之內拉高60%的電量。

31__無線快充2_(廠商提供)
Photo Credit:智慧電源科技
透過無線充電方式快速充電(60%電力最快可用32分鐘充滿)

筆者目前的看法是,1分鐘幾乎可充2%這個數字,在無線充電領域肯定是世界第一,就算跟目前最快的有線充電比只怕也是不遑多讓。而就是因為這個模組,讓本文第一段的無線充電網路以及第二段建立在無線充電上的生態系統,成為了可能。

目前筆者正在與這家台灣的模組廠商解決擺放自由度的問題,目前判斷應該可以在2016年10月達成,一旦順利解決,這個世界上就終於存在一種充電速度快又好用還沒有顯著安全風險的無線充電器,這樣一來,整個生態系統就變得指日可待。

我們將世界搬來到台灣——2016年6月

各位或許會感到疑惑,為什麼在第二段中提到了這麼多內建無線充電的商品,但在日常生活中卻一個也沒有看到過?

當然有些是公司策略考量,比如IKEA的無線充電系列傢俱在台灣並沒有上市,僅在韓國跟中國販賣,而內建無線充電的車款在台灣也看不到,僅在歐美銷售。不過還有一部分原因是,台灣政府及企業近年來在新科技的投入上有些減緩,真的導入最新技術的產品也不多。而這就連帶影響到了國際視野,民眾會對某些在其他國家已經出現甚至習以為常的東西一無所知。

既然筆者有幸代表台灣一家國際級的大公司出席無線充電標準會議,接觸此領域最新的技術發展,又取得了經濟部技術處的計畫補助,自覺對這樣的情形有些改善的義務。因此,筆者便於2015年9月向無線充電聯盟爭取,由筆者所代表的這家大公司承辦聯盟在2016年6月的標準會議,同時建議聯盟在會議期間舉辦商展跟研討會,廣邀台灣的品牌及代工廠參加,推廣無線充電技術。

經過一番討論,無線充電聯盟同意此項提案,將2016年6月14-17日的標準會議交由我們主辦,同時在6月16日那一天舉辦一場商展及研討會,地點在台北市的君品酒店。(延伸閱讀:2016台北無線充電商展與研討會

32__展覽_(網頁擷取)
Photo Credit: 活動網頁截圖

在6月16日當天的研討會中,我們向聯盟要求,早上要安排訓練課程,也就是邀請各國際大廠的工程師來為台灣的品牌及代工廠上課。從系統規劃,軟體設計到電路實作,講解如何做出一個安全性好用的無線充電產品,製造完畢之後又該如何通過認證成為真正的商品。

課程是完全免費的,講師也都是義務上課,目的就是讓任何一家有興趣的台灣廠商能夠直面這些歐美大廠,取得第一手來自國際的資訊。因為筆者相信,唯有參與者眾,方能讓一個產業擁有活力,形成完整的生態體系.那要如何讓參與者眾,降低門檻是非常重要的一步。

下午的研討會及商展,重點擺在技術及應用多樣化上面,目的就是將第二段提到的那些東西真實的搬到眼前來。因此我們從德國邀請了博世集團,帶著他們的無線充電工具機來台灣展示並在研討會上解說;從中國大陸邀請了海爾集團;從荷蘭邀請了飛利浦。前者表示他們會帶無線充電掃地機器人跟電鍋來台灣展示,後者則會展示他們的無線充電攪拌器跟電子鍋。

除此之外,我們還從比利時邀請了IMEC,從以色列邀請了OSSIA,帶著他們的遠距離無線充電器來台灣,告訴大家無線充電是不是真的可能有一天會跟WiFi一樣走到哪充到哪。

與此同時,剛好有一家台灣的皮包廠商對於將無線充電內建在手提包中感到興趣,承諾在一個月之內趕出樣品,於是我們也邀請了他們參展。

為了讓無線充電不至流於紙上談兵,我們特地邀請了特力屋來展場佈置無線充電體驗區,由我們免費提供無線充電模組,先模仿IKEA製作一系列的無線充電傢俱。當然,推出哪些傢俱特力屋還沒有決定,但我們告知特力屋,體驗是非常重要的一環,所以特力屋的自由度非常大,基本上是想展什麼就展什麼,最好是佈置成居家生活區域,要多大場地都可以談,這些模組展完了就送給特力屋搬回去門店繼續展示都沒關係,務必要推出有質感的傢俱。

當然,事情總是存在著遺憾.原先我們也有邀請IKEA來台展出,奈何IKEA代表因事無法出席。我們也曾邀請Qualcomm運一台無線充電的電動汽車來台展出,但由於場地的限制也沒有下文。最後,台中的蓋亞汽車也因為行程無法配合,無緣展出他們的無線充電機車。

不過,總而言之,言而總之,我們希望透過這個展覽跟研討會,真實的展現第一段跟第二段所提到的未來,或許在不遠的將來都有可能實現。

這不僅僅只是做產品或是開公司

就如同筆者在跟經濟部申請補助時所說,這個計劃的目的並不是做一個好產品,也不是開一家好公司,這個計劃的目的,是以計畫中的八家公司為骨幹,為國家建立一個全新的產業,進而衍生出一群新產業,然後再透過這群產業繼續推動國家未來二十年的經濟成長。

當然,申請計劃的時候說的天花亂墜信心十足是一定要的,但實際上會不會成功筆者也不敢保證。我只能說,如果你覺得本文第一段跟第二段所描述的未來有可能會成真,那歡迎加入我們的行列,一起為建立新的生態體系而努力。

作者:朱峰森博士,代表宏達國際電子出席所有無線充電國際標準會議,同時管理無線充電網路計畫,並兼任無線充電聯盟 (WPC)全球推廣委員會主席.

參考資料:

  1. 這些年,Google、蘋果、三星一起追的技術— 無線充電(有物報告)
  2. 電信終端設備與低功率射頻電機審驗一致性意見提案處理單結論彙整(國家通訊傳播委員會)
  3. Takashi H., Masami S., Toshio N. “Implantable cardiac pacemaker EMI triggered by HF-band wireless power transfer coils”, Electromagnetic Compatibility, IEEE International Symposium on, May 12-16, 2014.
  4. Jeffrey L. Silberberg, “An FDA Perspective on Medical Device EMC and Wireless”, US Food and Drug Administration (FDA) Center for Devices and Radiological Health (CDRH).
  5. Seth J. Seidman, Randall Brockman, Brian Marc Lewis, Joshua Guag, Mitchell J. Shein, Wesley J. Clement, James Kippola, Dennis Digby, Catherine Barber, Dan Huntwork, “In vitro tests reveal sample radiofrequency identification readers inducing clinically significant electromagnetic interference to implantable pacemakers and implantable cardioverter-defibrillators”, Rhythm Society, vol. 7, Issue 91, Pages 99–107, January 2010.
  6. Tobias Seckler, Kai Jagielski and Dominik Stunder, “Assessment of Electromagnetic Interference with Active Cardiovascular Implantable Electronic Devices (CIEDs) Caused by the Qi A13 Design Wireless Charging Board”, International Journal of Environmental Research and Public Health, May 2015.

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責任編輯:楊士範
核稿編輯:楊之瑜

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