盡管智能手機(ji)上已經有無線充電板，但它們只有在(zai)手機(ji)靜止不(bu)動的情況下才(cai)能工(gong)作。對(dui)于汽車(che)來說，這(zhe)和目前在(zai)充電站充電一兩(liang)個小時一樣不(bu)方便。

三年前，斯坦福大學的電氣工(gong)程(cheng)師Shanhui Fan和(he)他實驗室的研究(jiu)生Sid Assawaworrarit建立了第一個可以無線為運動中(zhong)的物體(ti)充電的系統。然而(er)，這(zhe)項技術的效率太低，在實驗室之外(wai)沒有用處。

現在，在《自然電子》雜志(zhi)上(shang)，兩位(wei)工(gong)程師展示了(le)一(yi)項技術，這項技術將來可(ke)以推廣到(dao)為(wei)(wei)公路上(shang)行駛的(de)汽車提(ti)供(gong)動力。從近期來看，該系統可(ke)能很快就能實現在機器人(ren)在倉庫(ku)和(he)工(gong)廠地(di)板(ban)上(shang)移動時為(wei)(wei)它們無線充電，從而消(xiao)除(chu)停機時間，使機器人(ren)幾乎可(ke)以全天候工(gong)作。

他說：“這(zhe)(zhe)(zhe)是朝(chao)著一個實用、高效的(de)汽車(che)和機器(qi)人無線充(chong)(chong)電系(xi)統邁出的(de)重要(yao)一步，我(wo)們將不(bu)得(de)不(bu)加大給(gei)行(xing)駛中的(de)汽車(che)充(chong)(chong)電的(de)功率，但我(wo)不(bu)認為(wei)這(zhe)(zhe)(zhe)是一個嚴重的(de)障礙。對于給(gei)機器(qi)人進行(xing)無線充(chong)(chong)電，這(zhe)(zhe)(zhe)已經在實用范(fan)圍(wei)內了。”

無線充電(dian)(dian)器通過產(chan)生(sheng)一個磁場(chang)來傳(chuan)輸電(dian)(dian)能(neng)，這個磁場(chang)以一定的(de)頻(pin)率(lv)振(zhen)(zhen)蕩，在接收設備的(de)線圈中產(chan)生(sheng)共(gong)振(zhen)(zhen)振(zhen)(zhen)動。問題是，如果(guo)光(guang)源和接收器之間的(de)距離(li)變化(hua)很小，諧振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)就會改變。

三年(nian)前，研究人員取得了(le)第(di)一(yi)個突破，他(ta)(ta)們開發(fa)了(le)一(yi)種無線(xian)充電(dian)器，即使與接收器的(de)(de)距(ju)離改變(bian)，它(ta)也(ye)能傳輸電(dian)流(liu)(liu)。他(ta)(ta)們通過集(ji)成放(fang)大器和(he)反饋(kui)電(dian)阻來實(shi)現(xian)這一(yi)點，當充電(dian)器和(he)移動物體(ti)之(zhi)間的(de)(de)距(ju)離改變(bian)時，反饋(kui)電(dian)阻允許(xu)系統自(zi)動調整其(qi)工作頻率。但是，最初的(de)(de)系統沒有足夠(gou)的(de)(de)效率來實(shi)現(xian)。放(fang)大器內(nei)部使用如(ru)此(ci)多(duo)的(de)(de)電(dian)來產生所需的(de)(de)放(fang)大效果(guo)，以(yi)至于系統只傳輸了(le)流(liu)(liu)經(jing)系統的(de)(de)10％的(de)(de)功率。

在他們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)論文中，研(yan)究人員展(zhan)示了如何將(jiang)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無線傳輸效率提高(gao)(gao)(gao)到(dao)92％。Assawaworrarit解釋說，關鍵是用一(yi)個更(geng)高(gao)(gao)(gao)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“開關模式(shi)”放(fang)大(da)器取(qu)代(dai)原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)大(da)器。這種放(fang)大(da)器并(bing)不新(xin)鮮，但它(ta)們(men)(men)非(fei)常(chang)挑剔，而(er)且只能(neng)在非(fei)常(chang)精(jing)確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下才(cai)能(neng)產生高(gao)(gao)(gao)效率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)大(da)效果。經(jing)過多年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)修修補補和(he)額外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論研(yan)究，我(wo)們(men)(men)才(cai)設計(ji)出了有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電路結(jie)構。

這(zhe)個(ge)(ge)新的(de)實(shi)驗室原型可以(yi)在2到3英(ying)尺(chi)的(de)距(ju)離內無(wu)線傳輸10瓦的(de)電(dian)力。研(yan)究人員說(shuo)，擴大一(yi)個(ge)(ge)系統(tong)來傳輸一(yi)輛汽(qi)(qi)車(che)(che)所需的(de)數十(shi)或(huo)數百千瓦電(dian)力，沒有任何根本的(de)障礙。這(zhe)個(ge)(ge)系統(tong)的(de)速度(du)足(zu)以(yi)為一(yi)輛超速行(xing)駛的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)提供補給(gei)。無(wu)線傳輸只(zhi)需要幾毫(hao)秒——這(zhe)只(zhi)是以(yi)每小時(shi)70英(ying)里的(de)速度(du)行(xing)駛的(de)汽(qi)(qi)車(che)(che)穿過4英(ying)尺(chi)充電(dian)區所需時(shi)間的(de)一(yi)小部分。唯一(yi)的(de)限制因(yin)素，將是汽(qi)(qi)車(che)(che)電(dian)池需要吸(xi)收所有的(de)電(dian)力需要多久。

Assawaworrarit說(shuo)，無線充(chong)電器(qi)(qi)不(bu)會構成健康風(feng)險，因為即(ji)使是功率足(zu)夠大的(de)汽車充(chong)電器(qi)(qi)也會產生(sheng)完(wan)全在(zai)現有安(an)全準則(ze)范圍內(nei)的(de)磁場。的(de)確，磁場可以在(zai)人(ren)們(men)沒(mei)有任何感覺的(de)情況下把電傳導給他(ta)們(men)。

盡管無(wu)線充電器要(yao)(yao)在高速公路上嵌(qian)入可能還(huan)需要(yao)(yao)很多年，但機器人(ren)甚(shen)至無(wu)人(ren)機的(de)機遇(yu)更為緊迫(po)。與長(chang)時(shi)間的(de)高速公路相比，在地面或屋(wu)頂安(an)裝充電器的(de)成本(ben)要(yao)(yao)低得多。研(yan)究人(ren)員說，想象(xiang)一下一架無(wu)人(ren)機，它可以偶爾俯沖下來，在屋(wu)頂上盤旋，快速充電，就(jiu)能飛(fei)一整天(tian)。