盡管智能(neng)(neng)手(shou)機(ji)上已經有(you)無線(xian)充(chong)電(dian)板(ban)，但它們只有(you)在手(shou)機(ji)靜止不動的情況(kuang)下才能(neng)(neng)工作。對于汽車來說，這和(he)目前在充(chong)電(dian)站充(chong)電(dian)一(yi)兩(liang)個小(xiao)時一(yi)樣不方便。

三年前，斯坦(tan)福大學的(de)電(dian)(dian)氣工程師Shanhui Fan和他實(shi)驗室(shi)的(de)研究生(sheng)Sid Assawaworrarit建立了第一個可以無(wu)線(xian)為運(yun)動中的(de)物(wu)體充(chong)電(dian)(dian)的(de)系統。然(ran)而，這(zhe)項(xiang)技術(shu)的(de)效率太低，在實(shi)驗室(shi)之外沒有用處。

現在(zai)(zai)，在(zai)(zai)《自(zi)然電子》雜志上，兩位工(gong)程師展示(shi)了一項技術，這項技術將(jiang)來可以(yi)推廣到(dao)為公路上行(xing)駛的汽車提供動(dong)力。從(cong)近期來看，該(gai)系(xi)統(tong)可能(neng)很快就能(neng)實現在(zai)(zai)機器人在(zai)(zai)倉庫和工(gong)廠(chang)地(di)板上移(yi)動(dong)時為它們無線充電，從(cong)而消除停機時間，使(shi)機器人幾乎可以(yi)全(quan)天(tian)候(hou)工(gong)作。

他說：“這(zhe)是(shi)朝(chao)著(zhu)一個實用(yong)(yong)、高效的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)和機(ji)器(qi)人無線充電系統邁出的(de)重要一步，我們(men)將不得不加大(da)給行駛中的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)充電的(de)功(gong)率(lv)，但我不認為(wei)這(zhe)是(shi)一個嚴重的(de)障礙(ai)。對(dui)于給機(ji)器(qi)人進行無線充電，這(zhe)已經在(zai)實用(yong)(yong)范圍內了。”

無線充電(dian)器(qi)通過產生一(yi)個磁場(chang)來傳輸電(dian)能，這個磁場(chang)以一(yi)定(ding)的頻率振蕩，在(zai)接(jie)收(shou)(shou)設備的線圈中產生共振振動。問題是，如果光源和接(jie)收(shou)(shou)器(qi)之(zhi)間的距離(li)變化很小，諧振頻率就會改變。

三年前，研究人員取得(de)了第一(yi)個突破(po)，他們(men)開發了一(yi)種無(wu)線充(chong)電(dian)器，即使(shi)與接(jie)收器的(de)(de)距離(li)改變，它也能傳輸(shu)(shu)電(dian)流。他們(men)通(tong)過集成放大器和反(fan)饋(kui)電(dian)阻來(lai)(lai)(lai)實現這一(yi)點，當充(chong)電(dian)器和移動(dong)(dong)物(wu)體之間的(de)(de)距離(li)改變時，反(fan)饋(kui)電(dian)阻允許系統(tong)(tong)(tong)自動(dong)(dong)調整其工作頻率。但是，最初(chu)的(de)(de)系統(tong)(tong)(tong)沒有(you)足夠的(de)(de)效率來(lai)(lai)(lai)實現。放大器內(nei)部(bu)使(shi)用如此多的(de)(de)電(dian)來(lai)(lai)(lai)產生所需的(de)(de)放大效果，以至于系統(tong)(tong)(tong)只(zhi)傳輸(shu)(shu)了流經系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)10％的(de)(de)功率。

在他(ta)們的新論文中，研究人員展(zhan)示了(le)如何將(jiang)系統的無線傳(chuan)輸效率提高(gao)(gao)到92％。Assawaworrarit解釋說，關鍵是用一個更高(gao)(gao)效的“開關模式”放大器取代(dai)原來的放大器。這種放大器并不(bu)新鮮，但它們非常(chang)挑(tiao)剔(ti)，而且(qie)只能在非常(chang)精確的條件(jian)下(xia)才能產(chan)生高(gao)(gao)效率的放大效果。經過多年的修(xiu)修(xiu)補(bu)補(bu)和(he)額外的理(li)論研究，我們才設計出了(le)有效的電路(lu)結構。

這(zhe)個新的(de)(de)實驗室原型(xing)可(ke)以(yi)(yi)(yi)在2到3英(ying)尺的(de)(de)距離內無線(xian)傳輸(shu)10瓦的(de)(de)電(dian)力(li)。研究人員(yuan)說，擴大一個系統來傳輸(shu)一輛汽車所需的(de)(de)數十或數百千(qian)瓦電(dian)力(li)，沒有(you)任何根本的(de)(de)障(zhang)礙(ai)。這(zhe)個系統的(de)(de)速(su)度足以(yi)(yi)(yi)為(wei)一輛超速(su)行駛的(de)(de)汽車提供補給。無線(xian)傳輸(shu)只(zhi)需要(yao)幾毫秒——這(zhe)只(zhi)是(shi)以(yi)(yi)(yi)每小(xiao)時(shi)70英(ying)里的(de)(de)速(su)度行駛的(de)(de)汽車穿(chuan)過4英(ying)尺充電(dian)區所需時(shi)間的(de)(de)一小(xiao)部分。唯一的(de)(de)限制因素，將是(shi)汽車電(dian)池需要(yao)吸收所有(you)的(de)(de)電(dian)力(li)需要(yao)多久。

Assawaworrarit說，無線充電(dian)器不會構(gou)成(cheng)健康風險(xian)，因為即使(shi)是功率足夠大(da)的(de)汽車充電(dian)器也會產(chan)生完全(quan)在(zai)(zai)現有(you)安全(quan)準則范圍內的(de)磁(ci)場(chang)。的(de)確，磁(ci)場(chang)可(ke)以在(zai)(zai)人們(men)沒有(you)任何感覺的(de)情況下把電(dian)傳導給他們(men)。

盡管無線充電(dian)器(qi)要(yao)在高(gao)速(su)公路(lu)上嵌(qian)入可能(neng)還需要(yao)很多(duo)(duo)年，但機(ji)器(qi)人(ren)甚(shen)至無人(ren)機(ji)的機(ji)遇更為緊(jin)迫。與(yu)長時(shi)間(jian)的高(gao)速(su)公路(lu)相比，在地面或屋(wu)頂安裝(zhuang)充電(dian)器(qi)的成(cheng)本要(yao)低得多(duo)(duo)。研究人(ren)員說，想象(xiang)一下一架(jia)無人(ren)機(ji)，它(ta)可以偶爾俯沖下來，在屋(wu)頂上盤旋(xuan)，快速(su)充電(dian)，就能(neng)飛一整(zheng)天。