每天下班回家第一件事，是不是給手機(jī)充電？

但是充電線在哪，你找得到嗎？如果忘在了公司，那才是真的牙白！

如果現(xiàn)在告訴你，一回到家，手機(jī)就能自動(dòng)充電，簡(jiǎn)直就是整理苦手的救星！

好消息是，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被東京大學(xué)實(shí)現(xiàn)啦！在11月16日到17日，東京大學(xué)在日本最大的科學(xué)傳播活動(dòng)Science Agora上設(shè)立了展位，其中川原實(shí)驗(yàn)室正在研發(fā)的無(wú)線充電技術(shù)就是東大參展的主角之一。

東京大學(xué)將在科學(xué)展會(huì)上介紹一些前沿科技研究，其中一個(gè)就是無(wú)線充電技術(shù)。只要進(jìn)入一個(gè)專門的房間，電子設(shè)備就能自動(dòng)充電，不管是手機(jī)還是PC，無(wú)需再苦苦尋找充電線在哪里了。

無(wú)線充電的電燈

自藍(lán)牙耳機(jī)普及告別耳機(jī)線之后，沒(méi)想到也有向充電線say goodbye的一天，已經(jīng)迫不及待地想看到這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)落地了！ 

但問(wèn)題是，如何在空間（‘volume’）中實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電？

研究人員認(rèn)為，必須要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面：

• 安全的無(wú)線功率傳輸?shù)墓β仕健PT（Wireless Power Transmission）未來(lái)的目標(biāo)是建立數(shù)百個(gè)安全自主、隨機(jī)放置的節(jié)點(diǎn)，這需要提供比現(xiàn)在更高的總功率。

• 三維空間中的操作系統(tǒng)，包括一些隱藏的配置。通常，任何能夠被移動(dòng)的物體可以放置在任意位置，基于此試想，節(jié)點(diǎn)在一個(gè)泛化的位置進(jìn)行操作，甚至是在視線外。同時(shí)，增強(qiáng)WPT/通信范圍和魯棒性比提高數(shù)據(jù)速率顯得更為緊迫，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的原始函數(shù)，如傳感和驅(qū)動(dòng)，通常不需要高數(shù)據(jù)速率。

• 固有的廉價(jià)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。假設(shè)每個(gè)環(huán)境對(duì)象都成為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，那么用于電力接收和通信的組件在批量生產(chǎn)中可以廉價(jià)制造就顯得至關(guān)重要了。

最初，他們利用的是一種稱為準(zhǔn)靜態(tài)腔諧振器（QSCR）的方法，用于無(wú)線功率傳輸，可以覆蓋到整個(gè)房間，并且能安全地提供功率。但是，這種方法存在缺點(diǎn)，例如需要在房間中間修建導(dǎo)電桿，并且隨著距房間中心距離的增加，功率效率會(huì)下降。

針對(duì)此，工作人員進(jìn)行了改良，設(shè)計(jì)了稱為“多模式QSCR”的新方法，新方法可以使得整個(gè)房間獲得50％或更高的電源效率，并且不需要房間中再搭建任何結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。這樣，系統(tǒng)就可以無(wú)縫地“編織”到我們的日常生活中（'woven' into our daily lives）。

由此，他們手工搭建一個(gè)房間大小（4.9m×4.9m×2.3m）的諧振器，利用其產(chǎn)生出能夠滲透到房間內(nèi)部的三維磁場(chǎng)。房間內(nèi)部的磁場(chǎng)形成后，裝有接收裝置的電子設(shè)備可以通過(guò)磁場(chǎng)自動(dòng)接收到能量。

至于系統(tǒng)是如何工作的，川原實(shí)驗(yàn)室的研究人員介紹道，首先射頻電源會(huì)產(chǎn)生頻率為1.34MHz的正弦波——這達(dá)到了房間內(nèi)部的共振頻率，同時(shí)，射頻電源產(chǎn)生的能量能通過(guò)感應(yīng)耦合到房間的驅(qū)動(dòng)線圈輸入到房間內(nèi)部。

房間內(nèi)部的諧振頻率可以通過(guò)安裝在墻上的電容器進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)模擬房間的共振模式被激活時(shí)，振蕩電流將流過(guò)墻壁、天花板和地板，電流在房間內(nèi)引起磁場(chǎng)分布，從而傳遞能量。

在房間內(nèi)部，為電子設(shè)備充電的能量就像空氣一樣，變成了一件很平常也很自然的事。

不信你看，手機(jī)和電燈都能實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電了，這對(duì)“低電量恐懼患者”而言也是滿滿的福音！

https://www.researchgate.net/publication/329960246_Room-Wide_Wireless_Charging_and_Load-Modulation_Communication_via_Quasistatic_Cavity_Resonance

研究小組稱，他們正在按照國(guó)際安全準(zhǔn)則進(jìn)行研發(fā)，不會(huì)使人體受到磁力的影響。今后他們將進(jìn)一步提高充電效率，降低成本。據(jù)悉，該研究小組今后將與企業(yè)合作，以加快實(shí)用化進(jìn)程。

實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)：

https://www.akg.t.u-tokyo.ac.jp/

就官網(wǎng)信息上看，川原實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)是助力設(shè)計(jì)下一代的通信技術(shù)和開(kāi)發(fā)一些有趣的應(yīng)用程序，創(chuàng)造出能在現(xiàn)實(shí)生活中使用的技術(shù)。他們正在進(jìn)行或已經(jīng)完成的研究項(xiàng)目包括了無(wú)線電源傳輸、軟體機(jī)器人開(kāi)發(fā)、用于打印和功能集成的機(jī)器人制作等等。

當(dāng)然了，川原實(shí)驗(yàn)室的教師配置也是夢(mèng)幻級(jí)別的！

實(shí)驗(yàn)室boss川原圭博教授不僅是IEICE，IPSJ的成員，也是IEEE MTT TC-24（RFID技術(shù)）的委員會(huì)成員之一。2013年由他參與研發(fā)的“即時(shí)噴墨電路”獲得了Ubicomp的最佳論文獎(jiǎng)。

即時(shí)噴墨電路是一種低成本、快速、易用的技術(shù)，支持功能性電子設(shè)備的快速成型。它能夠?qū)⒏邔?dǎo)電性的痕跡和圖案印刷到剛性和柔性的基材上，除此之外，這項(xiàng)技術(shù)還支持大面積傳感器和高頻應(yīng)用。

這與現(xiàn)有的印刷導(dǎo)電圖案的方法也不同，它的電導(dǎo)率在幾秒鐘內(nèi)出現(xiàn)，而且不需要特殊設(shè)備。注意到，這個(gè)項(xiàng)目的初期投資竟不到100美元。

除了川原圭博教授之外，實(shí)驗(yàn)室特任助教Jie Qi也是諸多成果傍身。10月29日，Jie Qi的一些研究成果被現(xiàn)代藝術(shù)博物館（MoMA）永久收藏。

Jie Qi擁有哥倫比亞大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位和麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的媒體藝術(shù)與科學(xué)碩士學(xué)位，她的主要研究領(lǐng)域在造紙電子學(xué)（Paper Electronics）、開(kāi)放式創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)（Open Innovation & Entrepreneurship）、創(chuàng)新學(xué)習(xí)與技術(shù)多樣性（Creative Learning & Diversity in Tech）。

同時(shí)，她也創(chuàng)建了PatentPandas.org，一個(gè)通過(guò)友好的熊貓漫畫(huà)和現(xiàn)實(shí)生活中的發(fā)明家故事來(lái)教授專利法的資源網(wǎng)站，這些故事資源還能將獨(dú)立的創(chuàng)作者與自由法律委員會(huì)聯(lián)系起來(lái)。

https://patentpandas.org/

川原實(shí)驗(yàn)室還有很多優(yōu)秀的教授和助教，他們?cè)诓煌念I(lǐng)域創(chuàng)造著自己的價(jià)值。也就像川原實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)語(yǔ)所說(shuō)，“尊重實(shí)驗(yàn)室成員的個(gè)性，為學(xué)生創(chuàng)造并提供機(jī)會(huì)”。

期待更多像“充電房間”這種有用的“黑科技”被研發(fā)出來(lái)！

文章來(lái)源：大數(shù)據(jù)文摘出品

IEEE Spectrum

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