三体隔空充电

这样的未来世界已经在世界著名的科幻小说《三体》中描绘出来了。

在未来世界，地球拥有“无限的能源(电力)”，所以不需要考虑什么都充电。汽车不用加油也不用充电就能在天上飞，杯子里的牛奶不用电源也能加热。无线充电似乎无时无刻不在覆盖着地球的每一个角落。

在《三体》作者的笔下，无线充电技术和“ 超智能时代” 紧密相连。然而生活在2021年当下的人们， 是否遇过手机电量告急，但环顾四周却找不到电源的窘境。

《三体》作者认为，无线充电技术与“超智能时代”紧密相连。但是，生活在2021年的人，有没有遇到过手机着急，但四处寻找却找不到电源的窘境？

虽然目前很多产品都宣称可以无线充电，但实际上电子设备还是需要放在无线充电板(座)上才能充电。想象一下，如果当人们在室内或车内行走时，手机等电子设备可以“隔空寻找电磁波空”进行自动无线充电。是不是很奇妙？

有些人可能认为这种“超级智能”的场景还很遥远。然而，日本东京大学和美国密歇根大学最近开发了一种室内无线充电技术。

该技术的相关论文《房间尺度的使用腔基多模谐振器的磁准静态场无线电能传输》发表在《自然·电子学》期刊上。

这项技术的相关论文《利用基于腔体的多模谐振器进行房间尺度的磁准静态场无线电力传输》发表在《自然电子学》杂志上。

据论文作者、日本东京大学特别助理笹川拓也介绍，这项技术是通过在墙壁和地板内部添加导电、分散电流的“电源金属板”，使磁场遍布整个房间，将房间改造成无需连接任何设备即可实现“每空”充电的系统。

利用这项技术，研究团队在一个3m×3m×2m的房间里形成了一个三维磁场。实验表明，在这个有三维磁场的房间里，手机、台灯等设备可以无线充电，不需要插座，也不需要有线充电设备。目前只能给室内的小型电子设备供电，但和《三体》中描述的无线供电系统很像。

研究团队称之为“多模准静态空孔谐振器”。研究团队表示，“目前市面上的无线充电技术不仅要求设备保持静止，还要求设备至少保持在充电板(座)几厘米以内。我们开发的技术，只要装有接收线圈的设备进入房间，就可以开始充电。”

研究团队利用该系统进行实景演示， 结果表明， 室内98%的区域都可以稳定地保持50%以上的充电传输效率。即便走到剩余2 %的区域，无线充电传输效率（ 信号） 依然能保持在37%以上。而当接收器与磁场呈现最佳接收（一般是90度直角）状态时，充电信号最强， 并且期间无论如何移动， 该系统都可稳定正常工作。

研究团队使用该系统进行了现场演示，结果显示98%的室内区域可以稳定保持50%以上的充电传输效率。即使在剩下的2%区域，无线充电传输效率(信号)依然可以保持在37%以上。当接收器和磁场处于最佳接收状态(一般为90度直角)时，充电信号最强，无论怎么移动，系统都能稳定正常工作。

以前电子设备的接收线圈和接收磁场之间的角度会产生不同的效率(信号)，角度越正确效率越高。然而，在这项研究中，无论电子设备在房间内如何移动，其传输效率仍然可以超过37.1%。涩谷拓也认为，这种新技术比传统的接收器和发射器更灵活。

另外，笹谷拓也与其团队对该技术在运行中可能会对生物所产生的能量做了安全性测试。测试中，该技术所产生的充电功率大约为100瓦，对人体来说处于安全值且符合联邦通信委员会和电气与电子工程师学会制定的准则。

此外，涩谷拓和他的团队还对这项技术运行过程中生物产生的能量进行了安全性测试。在测试过程中，这项技术产生的充电功率约为100瓦，对人体是安全的，符合联邦通信委员会和电气电子工程师协会制定的准则。

根据研究团队的说法，未来它们将扩展到更高的功率。对此，涩谷拓也表示:“我们的方法支持大容量数十瓦的电力传输。此外，它在系统维度上提供了灵活性，并且不会受到空中日常项目的显著影响。由于这些特点，这项技术有许多潜在的应用。”

随着5G时代的到来，未来更多的电子设备将广泛应用于生产、消费、服务等诸多领域。而电子设备的充电和续航可能成为影响效率的最大问题。

对此，研究团队称，该系统未来可以轻松应用于厂房、仓库、无线供电室等更大结构的建筑内。不过，为了让该技术更加安全并可以实现进入住宅环境，可能还需要几年时间。

对此，研究团队表示，该系统未来可以很容易地应用于工厂、仓库、无线供电室等结构较大的建筑。然而，这项技术可能需要几年时间才能更加安全，才能用于住宅环境。

在提到无线电力传输的未来发展时，涩谷拓也表示，“现在研究界(包括我们)有很多可用的技术。我认为这些技术将随着具体应用的出现而发展，新应用对技术的需求将刺激其他基础研究。”(摘自深科技)(编辑/多罗米)