Istraživači sa Sveučilišta Michigan i Sveučilišta u Tokiju razvili su sistem za sigurnu isporuku električne energije zrakom, potencijalno pretvarajući čitave zgrade u zone bežičnog punjenja uređaja
Tehnologija koju su osmislili istraživači sa Sveučilišta Michigan (UM) i Sveučilišta u Tokiju zasad može isporučiti 50w energije pomoću magnetskih polja, a sistem “sobe punjača” kojim se bežično mogu puniti uređaji u prostoriji detaljno je opisan u studiji objavljenoj u časopisu Nature Electronics.
Nove mogućnosti mobilne robotike
Uz pametne telefone i prenosne računare, ova bi tehnologija mogla napajati i implantirane medicinske uređaje te otvoriti nove mogućnosti za upotrebu mobilne robotike u domovima i proizvodnim pogonima, objašnjava Alanson Sample, profesor informatike i inženjeringa na Sveučilištu Michigan.
Istraživači također rade na ugradnji sistema u prostore manje od veličine sobe, na primjer u kutiju za alate koja će puniti alate smještene u njoj.
“Računar možete staviti u bilo šta, a da pritom ne morate brinuti o punjenju ili priključivanju”, kaže Sample. “Postoji i mnogo kliničkih primjena; za današnje srčane implantate, na primjer, potrebna je žica koja prolazi kroz tijelo do vanjskog izvora napajanja. Implementacija ove tehnologije mogla bi eliminirati potrebu za žicama, smanjiti rizik od infekcije i poboljšati kvalitetu života pacijenata.”
Testiranja u Tokiju
Na Sveučilištu u Tokiju sposobnosti tehnologije demonstrirane su u namjenski izrađenoj prostoriji za testiranje aluminija, dimenzija približno 3×3 metra. U prostoriju su bile postavljene bežično napajane svjetiljke, ventilatori i mobiteli koji mogu crpiti struju s bilo kojeg mjesta u prostoriji, bez obzira na smještaj ljudi i namještaja.
Sustav je donio veliko poboljšanje u odnosu na prethodne pokušaje bežičnih sustava za punjenje koji su koristili potencijalno štetno mikrovalno zračenje ili su uređaji morali biti postavljeni na namjenske jastučiće za punjenje, kažu istraživači. Umjesto toga, ovaj sistem koristi vodljivu površinu na zidovima prostorije i vodljivi pol za generiranje magnetskih polja.
Istraživači kažu da bi se sistem mogao lako proširiti na veće strukture poput tvornica ili skladišta, a da pritom zadovoljava postojeće sigurnosne smjernice za izloženost elektromagnetskim poljima.
“Ovako nešto bilo bi najlakše implementirati u novu gradnju, ali mislim da će biti moguća i nadogradnja”, kaže Takuya Sasatani, koautor studije sa Sveučilišta u Tokiju. “Neke poslovne zgrade već imaju metalne potporne stupove i trebalo bi biti moguće raspršiti vodljivu površinu po zidovima, slično načinu na koji se rade teksturirani stropovi.”
Rezonantna struktura
Da bi sistem radio, potrebna je rezonantna struktura koja može isporučiti magnetsko polje veličine sobe i pritom ograničiti štetna električna polja koja mogu zagrijati biološka tkiva. Pritom su korišteni takozvani lumed kondenzatori; postavljeni u šupljine u zidovima oni stvaraju magnetsko polje koje rezonira kroz prostoriju i zarobljava električna polja unutar samih kondenzatora.
Time se prevladava ograničenje prethodnih bežičnih sistema napajanja, ograničenih na isporuku velikih količina energije na nekoliko milimetara ili pak vrlo malih količina energija na velike udaljenosti.
Druga je prepreka bila kako generirati magnetsko polje koje doseže do svakog ugla prostorije. Naime, magnetska polja putuju kružnim uzorcima, stvarajući mrtve točke u četvrtastoj prostoriji. Uz to, prijemnici se moraju uskladiti s poljem na specifičan način kako bi iskoristili snagu.
Hvatanje leptira
“Izvlačenje energije zrakom pomoću zavojnice podsjeća na hvatanja leptira mrežom. Trik je u tome da se što više leptira vrti po prostoriji u što više smjerova. Tako ćete uloviti leptire bez obzira na to gdje se nalazi vaša mreža ili na koju je stranu okrenuta”, slikovito objašnjava Sample.
Da bi se to dogodilo, sistem generira dva odvojena 3D magnetska polja. Jedno se polje vrti u krug oko središnjeg pola sobe, a drugo u uglovima, putujući između susjednih zidova. Ovaj pristup uklanja mrtve točke, omogućujući uređajima da crpe energiju s bilo kojeg mjesta u prostoriji.
Testovi s anatomskim lutkama pokazali su da bi sistem mogao isporučiti najmanje 50 vata energije na bilo koje mjesto u prostoriji, bez prekoračenja smjernica o izloženosti elektromagnetskoj energiji. Usavršavanjem sistema ta bi se količina isporučene energije trebala i povećati.
Dakako, proći će godine prije no što se ovakav sistem počne ugrađivati u stanove ili industrijska postrojenja, svjesni su istraživači koji će sustav testirati u UM-ovom kampusu. Uvode ga kao nadogradnju, ali i kao novogradnju u nizu soba izrađenih standardnim građevinskim tehnikama. Prve prostorije trebale bi uređaje početi napajati već ove jeseni.
Izvor: bug.hr
