Японская беспроводная система передачи энергии остается стабильной при любых условиях

Основні тези

Японские ученые разработали инновационную систему беспроводной передачи энергии, которая стабильно работает независимо от нагрузки благодаря машинному обучению.
Система снижает колебания напряжения до 5% и повышает эффективность передачи энергии до 86,7%, по сравнению с 18% и 65% в предыдущих системах.

Ученые из Японии представили инновационный подход к беспроводной передаче энергии. Эта разработка решает одну из ключевых проблем современных зарядных устройств и может стать важным шагом на пути к обществу, где провода для питания гаджетов станут ненужными.

Как это работает?

Беспроводная передача энергии (WPT) уже давно стала частью нашего быта. Мы встречаем ее в смартфонах, биомедицинских датчиках и даже в индукционных плитах, которые используют этот принцип для нагрева посуды. Однако одно из главных препятствий для ее массового распространения – нестабильность. Производительность существующих систем сильно зависит от того, какое именно оборудование питается, то есть от нагрузки, пишет 24 Канал со ссылкой на IEEE Transactions on Circuits and System.

Устройства, например смартфоны, требуют постоянного и стабильного напряжения для безопасной зарядки аккумуляторов. Во время зарядки сопротивление батареи меняется, и в зависимых от нагрузки системах это вызывает колебания напряжения. Такие перепады могут не только замедлить процесс, но и повредить само устройство. Особенно остро эта проблема встает при зарядке больших аккумуляторов, например, в электромобилях, где нагрузка может меняться очень существенно.

Новый подход, предложенный японскими исследователями, использует машинное обучение для создания систем, независимых от нагрузки. Это означает, что они способны подавать энергию стабильно и поддерживать высокую эффективность независимо от того, какое устройство заряжается. На примере смартфона это выглядит так: энергия будет передаваться эффективно и с постоянным напряжением, несмотря на изменения в сопротивлении батареи во время ее наполнения.

В основе технологии лежит процесс, похожий на работу радио или телевидения – резонанс. Передатчик излучает электромагнитную волну определенной частоты. Когда эта волна достигает приемника, настроенного на ту же частоту, возникает резонанс, что позволяет улавливать и накапливать энергию. Новый метод использует искусственный интеллект для моделирования и оптимизации этого процесса. ИИ анализирует виртуальную модель системы, оценивая ее работу по критериям потерь энергии и чистоты сигнала. После этого он методом проб и ошибок оптимизирует систему для достижения максимальной эффективности.

Результаты впечатляют

Исследователям удалось снизить колебания напряжения до 5% по сравнению с 18% в старых системах.
Эффективность передачи энергии выросла до 86,7%, тогда как у зависимых от нагрузки систем она может падать до 65%.

Руководитель исследования Хироо Секия, профессор Высшей школы передовой интеграционной науки Университета Тиба, убежден, что эти результаты являются значительным шагом к полностью беспроводному обществу. Он отметил, что благодаря новому подходу системы беспроводной передачи энергии могут стать проще, что уменьшит их стоимость и размер.

Команда ставит целью сделать технологию WPT повседневной в течение следующих 5-10 лет.