Японски пробив ни доближава до "напълно безжично общество"

Японски учени разработиха нов, високо ефективен метод за проектиране на системи за безжично пренасяне на енергия (WPT), който може да се окаже липсващото парче от пъзела към бъдеще без кабели. Използвайки силата на изкуствения интелект, те са създали система, която поддържа стабилно напрежение и висока ефективност, независимо какво устройство се захранва – решавайки един от най-големите проблеми на технологията досега.

Проблемът досега: Защо безжичното зареждане е неефективно?
Системите за безжично захранване вече са част от живота ни – от смартфони и биомедицински сензори до индукционни котлони. Въпреки това, широкото им навлизане е възпрепятствано от един фундаментален недостатък: те са силно зависими от "товара". Това е техническият термин за устройството, което се захранва, а проблемът е, че производителността на сегашните безжични системи се влияе значително от него. Добър пример е смартфонът. За да се зареди безопасно батерията му, тя се нуждае от постоянно, регулирано напрежение. Но докато се пълни, нейното електрическо съпротивление се променя. При стандартна WPT система това води до колебания в напрежението, което може да повреди устройството, да намали скоростта на зареждане или да доведе до значителни загуби на енергия под формата на топлина.

Решението: Изкуствен интелект в дизайна
Новата техника, разработена от учени от университета в Чиба, използва машинно обучение, за да моделира и оптимизира системи, които са независими от товара. Процесът е революционен в своята простота. Първо се създава виртуален модел на системата за безжично захранване, след което се провеждат хиляди симулации на работата му. Изкуствен интелект наблюдава тези симулации и оценява производителността по критерии като загуба на енергия и чистота на електрическия сигнал. Накрая, чрез метод на "проба-грешка", AI оптимизира дизайна на системата, докато не постигне пикова ефективност с минимални колебания и загуби.

Впечатляващи резултати и поглед към бъдещето
Данните от изследването говорят сами за себе си. С новия си метод учените са постигнали намаляване на колебанията в напрежението до едва 5% в сравнение с 18% при стандартните системи, като същевременно са увеличили ефективността на пренос на енергия до впечатляващите 86.7%, докато старите системи често работят с ефективност от едва 65%. Този пробив има последствия далеч отвъд зареждането на телефони.

Икономическият ефект: Пазарна революция за милиарди
Отвъд удобството за крайния потребител, икономическият ефект от масовото внедряване на такава технология би бил трансформиращ. Той би застрашил пазара за милиарди долари за кабели и зарядни устройства, но същевременно би създал изцяло нови пазарни ниши за инфраструктура за безжично захранване. Представете си мебели, стени и цели обществени пространства, които излъчват енергия, елиминирайки нуждата от контакти. Технологията би отключила и пълния потенциал на Интернета на нещата (IoT), позволявайки на милиарди сензори да работят без батерии, както и би революционизирала роботиката и медицинските импланти, които биха могли да се зареждат безконтактно. Това е фундамент за изцяло нова икономика на свързаността.

"Уверени сме, че резултатите от това изследване са значителна стъпка към напълно безжично общество", заяви водещият автор на изследването, професор Хироо Секия. "Нашата цел е да направим безжичното захранване нещо обичайно в рамките на следващите 5 до 10 години."

Според изследователите, този метод не просто подобрява една технология, а предвещава трансформация в начина, по който се проектира електрониката, движейки се "към бъдеще на автоматизиран дизайн на електрически вериги".