ミシガン大学と東京大学の研究者たちは、いつの日か世界のカウンタートップを充電コードのうなりから解放する可能性のある動きとして、電気を安全に空中に供給し、建物全体をワイヤレス充電ゾーンに変える可能性のあるシステムを開発しました。
新しい研究で詳しく述べられていますが、 テクノロジー 磁場を使用して 50 ワットの電力を供給できます。
コンピューターサイエンスとエンジニアリングのUM教授であるAlansonSampleは、電話とラップトップの接続を解除するだけでなく、このテクノロジーは埋め込み型医療機器に電力を供給し、家庭や製造施設でのモバイルロボットの新しい可能性を開く可能性があると述べています。 チームはまた、部屋のサイズよりも小さいスペース、たとえば、その中に配置されたツールを充電するツールボックスにシステムを実装することに取り組んでいます。
「これにより、ユビキタスコンピューティングの世界のパワーが大幅に向上します。充電や接続について心配することなく、コンピューターを何にでも置くことができます」とサンプル氏は述べています。 「臨床応用もたくさんあります。 たとえば、今日の心臓インプラントには、ポンプから体を通って外部電源に至るワイヤーが必要です。 これはそれを排除し、感染のリスクを減らし、患者の生活の質を改善する可能性があります。」
東京大学の研究者が率いるチームは、約10フィート×10フィートの専用アルミニウムテストルームでこの技術を実証しました。 彼らは、人や家具の配置に関係なく、部屋のどこからでも電流を引き出すことができるランプ、ファン、携帯電話にワイヤレスで電力を供給しました。
このシステムは、潜在的に有害なマイクロ波放射を使用した、または専用の充電パッドにデバイスを配置する必要があったワイヤレス充電システムの以前の試みを大幅に改善したと研究者らは述べています。 代わりに、部屋の壁の導電性表面と導電性ポールを使用して磁場を生成します。
デバイスは、携帯電話などの電子機器に統合できるワイヤーコイルで磁場を利用します。 研究者たちは、電磁界への曝露に関する既存の安全ガイドラインを満たしながら、システムを工場や倉庫などのより大きな構造に簡単にスケールアップできると述べています。
東京大学の研究者であり、研究の対応する著者である笹谷拓哉は、次のように述べています。 「たとえば、一部の商業ビルにはすでに金属製の支柱があり、おそらくテクスチャ天井の場合と同様に、導電性の表面を壁に吹き付けることができるはずです。」
サンプル氏によると、システムを機能させるための鍵は、生体組織を加熱する可能性のある有害な電界を閉じ込めながら、部屋サイズの磁界を供給することができる共振構造を構築することでした。
チームのソリューションでは、集中定数コンデンサと呼ばれるデバイスを使用しました。 それらは壁の空洞に配置され、コンデンサ自体の内部に電界を閉じ込めながら、部屋を通して共振する磁界を生成します。 これは、数ミリメートルにわたって大量の電力を供給するか、長距離にわたって非常に少量の電力を供給することに制限されていた以前のワイヤレス電力システムの制限を克服します。
XNUMXつ目のハードルは、部屋の隅々まで届く磁場を生成する方法でした。磁場は円形のパターンで伝わり、正方形の部屋にデッドスポットが発生する傾向があります。 さらに、受信機は、電力を引き出すために特定の方法でフィールドと位置合わせする必要があります。
「コイルで空中に電力を引き出すことは、ネットで蝶を捕まえることによく似ています」とサンプルは言いました。 「秘訣は、できるだけ多くの蝶が部屋の周りをできるだけ多くの方向に渦巻くようにすることです。 そうすれば、ネットがどこにあるか、どちらの方向を向いているかに関係なく、蝶を捕まえることができます。」
これを実現するために、システムは3つの別々のXNUMXD磁場を生成します。 XNUMXつは部屋の中央のポールの周りを円を描いて移動し、もうXNUMXつは隅を渦巻いて隣接する壁の間を移動します。 このアプローチはデッドスポットを排除し、デバイスが空間のどこからでも電力を引き出すことを可能にします。
解剖学的ダミーを使用したテストでは、システムが電磁エネルギー曝露に関するFCCガイドラインを超えることなく、部屋の任意の場所に少なくとも50ワットの電力を供給できることが示されました。 ただし、サンプルによると、システムをさらに改良することで、より高いレベルの電力を供給することが可能になる可能性があります。
研究者たちは、商業または住宅環境でのシステムの実装はおそらく数年先にあると述べています。 彼らは現在、U-Mのキャンパスの建物でシステムのテストに取り組んでいます。 彼らは、標準的な建設技術を使用する一連の部屋で、この秋に完成日を設定して、レトロフィットと新築の両方としてそれを実装します。
チームには、東京大学の電気工学および情報システムの教授である川原義博も含まれています。 研究は日本科学と テクノロジー エージェンシーと日本学術振興会。
ELEタイムズビューロー
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