Trong một động thái một ngày nào đó có thể giải phóng mặt bàn trên thế giới khỏi mớ dây sạc, các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan và Đại học Tokyo đã phát triển một hệ thống cung cấp điện qua không khí một cách an toàn, có khả năng biến toàn bộ các tòa nhà thành khu vực sạc không dây.
Chi tiết trong một nghiên cứu mới, công nghệ có thể cung cấp 50 watt điện bằng từ trường.
Alanson Sample, giáo sư khoa học máy tính và kỹ thuật của UM, nói rằng ngoài việc gỡ rối điện thoại và máy tính xách tay, công nghệ này cũng có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị y tế cấy ghép và mở ra những khả năng mới cho robot di động trong gia đình và cơ sở sản xuất. Nhóm cũng đang nghiên cứu triển khai hệ thống trong không gian nhỏ hơn diện tích phòng, ví dụ như hộp công cụ sạc các công cụ được đặt bên trong nó.
“Điều này thực sự làm tăng sức mạnh của thế giới máy tính phổ biến — bạn có thể đặt một máy tính vào bất cứ thứ gì mà không bao giờ phải lo lắng về việc sạc hoặc cắm vào,” Sample nói. “Có rất nhiều ứng dụng lâm sàng; Ví dụ, cấy ghép tim ngày nay yêu cầu một dây dẫn chạy từ máy bơm qua cơ thể đến nguồn điện bên ngoài. Điều này có thể loại bỏ điều đó, giảm nguy cơ nhiễm trùng và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân ”.
Nhóm nghiên cứu, do các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo dẫn đầu, đã trình diễn công nghệ này trong một phòng thử nghiệm nhôm được xây dựng có mục đích có kích thước khoảng 10 feet x 10 feet. Chúng có đèn, quạt và điện thoại di động được cấp nguồn không dây có thể hút dòng điện từ bất kỳ đâu trong phòng bất kể vị trí của người và đồ đạc.
Các nhà nghiên cứu cho biết, hệ thống này là một bước cải tiến lớn so với những nỗ lực trước đây đối với hệ thống sạc không dây, vốn sử dụng bức xạ vi sóng có thể gây hại hoặc các thiết bị bắt buộc phải đặt trên các miếng sạc chuyên dụng, các nhà nghiên cứu cho biết. Thay vào đó, nó sử dụng bề mặt dẫn điện trên tường phòng và cực dẫn điện để tạo ra từ trường.
Các thiết bị khai thác từ trường bằng các cuộn dây, có thể được tích hợp vào thiết bị điện tử như điện thoại di động. Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống này có thể dễ dàng mở rộng đến các cấu trúc lớn hơn như nhà máy hoặc nhà kho trong khi vẫn đáp ứng các hướng dẫn an toàn hiện có về tiếp xúc với trường điện từ.
Takuya Sasatani, một nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo và là tác giả của nghiên cứu cho biết: “Một cái gì đó như thế này sẽ dễ thực hiện nhất trong xây dựng mới, nhưng tôi nghĩ rằng việc trang bị thêm cũng sẽ có thể xảy ra”. “Ví dụ, một số tòa nhà thương mại đã có cột đỡ bằng kim loại và có thể phun bề mặt dẫn điện lên tường, có lẽ tương tự như cách làm trần nhà có kết cấu”.
Mấu chốt để làm cho hệ thống hoạt động, Sample cho biết, là xây dựng một cấu trúc cộng hưởng có thể tạo ra một từ trường kích thước phòng trong khi hạn chế các điện trường có hại, có thể làm nóng các mô sinh học.
Giải pháp của nhóm nghiên cứu đã sử dụng các thiết bị được gọi là tụ điện gộp. Được đặt trong các hốc tường, chúng tạo ra từ trường cộng hưởng xuyên qua căn phòng, đồng thời giữ lại điện trường bên trong bản thân các tụ điện. Điều này khắc phục được một hạn chế của các hệ thống nguồn không dây trước đây, vốn bị giới hạn ở việc cung cấp một lượng lớn công suất trên một vài milimet hoặc một lượng rất nhỏ năng lượng trong khoảng cách xa.
Rào cản thứ hai là làm thế nào để tạo ra một từ trường đến mọi ngóc ngách của căn phòng - từ trường có xu hướng di chuyển theo các hình tròn, tạo ra các điểm chết trong một căn phòng hình vuông. Ngoài ra, các máy thu cần phải căn chỉnh với trường theo một cách cụ thể để thu hút điện năng.
"Tạo ra nguồn điện trên không với một cuộn dây giống như bắt bướm bằng lưới", Sample nói. “Bí quyết là càng có nhiều bướm bay quanh phòng theo nhiều hướng càng tốt. Bằng cách đó, bạn sẽ bắt được bướm cho dù lưới của bạn ở đâu hay nó chỉ ở hướng nào ”.
Để điều đó xảy ra, hệ thống tạo ra hai từ trường 3D riêng biệt. Một cái di chuyển theo vòng tròn xung quanh cực trung tâm của căn phòng, trong khi cái kia xoay trong các góc, di chuyển giữa các bức tường liền kề. Cách tiếp cận này giúp loại bỏ các điểm chết, giúp các thiết bị có thể lấy điện từ mọi nơi trong không gian.
Các thử nghiệm với hình nộm giải phẫu cho thấy hệ thống có thể cung cấp ít nhất 50 watt điện đến bất kỳ vị trí nào trong phòng mà không vượt quá hướng dẫn của FCC về tiếp xúc với năng lượng điện từ. Tuy nhiên, Sample cho biết có khả năng nó sẽ cung cấp mức sức mạnh cao hơn với việc cải tiến thêm hệ thống.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng việc triển khai hệ thống tại các cơ sở thương mại hoặc khu dân cư có thể còn nhiều năm nữa. Họ hiện đang làm việc để kiểm tra hệ thống trong một tòa nhà trong khuôn viên của U-M. Họ sẽ thực hiện nó như một công trình trang bị thêm và xây mới trong một loạt phòng sử dụng các kỹ thuật xây dựng tiêu chuẩn, với ngày hoàn thành được ấn định vào mùa thu năm nay.
Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm Yoshihiro Kawahara, giáo sư kỹ thuật điện và hệ thống thông tin tại Đại học Tokyo. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Khoa học Nhật Bản và Công nghệ Cơ quan và Hiệp hội Xúc tiến Khoa học Nhật Bản.
Cục Thời báo ELE
ELE Times cung cấp một phạm vi toàn cầu về Điện tử, Công nghệ và Thị trường. Ngoài việc cung cấp các bài báo chuyên sâu, ELE Times thu hút lượng khán giả lớn nhất, đủ điều kiện và tương tác cao trong ngành, những người đánh giá cao nội dung phù hợp, kịp thời và các định dạng phổ biến của chúng tôi. ELE Times giúp bạn nâng cao nhận thức, thúc đẩy lưu lượng truy cập, truyền đạt sản phẩm của bạn đến đúng đối tượng, tạo khách hàng tiềm năng và bán sản phẩm của bạn tốt hơn.
-
Cục Thời báo ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminThiết bị Analog hoàn thành việc mua lại tích hợp tối đa
-
Cục Thời báo ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminTăng lên 'Atmanirbhar Bharat' trong Phòng thủ
-
Cục Thời báo ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminCác nhà nghiên cứu tạo ra pin sạc dự trữ được nhiều lần sạc hơn sáu lần
-
Cục Thời báo ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminPin chạy bằng mồ hôi có thể kéo dài được phát triển cho công nghệ đeo được