隔空充电时代还有多远？

　　日本和美国的研究人员合作开发了一种安全的隔空输电系统，有望将整座建筑变成无线充电区，让人类摆脱布满杂乱电线的工作台。
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　　美国密歇根大学和日本东京大学的研究人员合作开发了一种安全的隔空输电系统，有望将整座建筑变成无线充电区，让人类摆脱布满杂乱电线的工作台。8月30日，他们在《自然·电子学》杂志发文称，新系统可提供50瓦特的电能。
　　密歇根大学计算机科学与工程教授Alanson Sample表示，除了消除手机和笔记本电脑的＂有线烦恼＂外，新技术还能为植入式医疗设备提供动力，并为家庭和制造业使用的移动机器人开辟新的可能性。Sample教授说：＂这种隔空输电方式能够进一步提升人类世界的计算能力——你可以将电脑放在任何地方，不必再担心插电问题。它还有诸多临床应用，可以降低患者的感染风险，提高其生活质量。＂
　　东京大学的研究人员在一个10英尺×10英尺的特制铝制小室中演示了新的无线充电技术。无论人或家具位于何处，电灯、风扇和手机设备都可以在房间内的任意位置汲取电能。Sample教授说，系统的关键在于建立一种共振结构。这种结构既能产生房间规模的磁场，同时又限制了加热生物组织的有害电场。为此，Sample团队将集总电容器（lumped capacitors）置于墙壁的空腔中，产生了一个穿过房间的磁场，并在电容器内部捕获电场。这克服了旧无线输电系统充电能力较弱、充电距离较近的缺陷。
　　研究人员研发时面临另一个问题是：如何让磁场在房间内不存在死角？由于磁场倾向于以圆弧形模式移动，在正方形房间内会产生磁场盲点。此外，接收器也需以特定方式对准磁场才能获取能量。Sample教授说：＂用线圈在空中吸收能量，很像张网捕捉蝴蝶。尽可能多的捕获蝴蝶的秘诀在于，让它们向尽可能更多的方向飞行，这样，无论网在哪里都能捕捉到蝴蝶。＂为了达成这个目标，研究人员使系统产生了两个独立的3D磁场。这种方法消除了磁场盲点，让设备能在房间内任意区域获取电力。
　　研究人员表示，与此前的无线充电系统相比，新系统实现了重大改进——例如：不存在有害的微波辐射；设备也不必固定放置于专用充电板上。此外，新系统可轻松扩大并工业化，也能满足电磁场安全指南。＂在新设计的建筑中，我们能迅速实现无线充电系统改造。＂
　　编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
　　期刊来源：《自然·电子学》
　　期刊编号：2520-1131
　　原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210830123220.htm
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