21-го числа сайт новостей о технологиях Голем опубликовал сообщение в блоге, в котором сообщается, что группа ученых Токийского научного института совершила технологический прорыв, впервые успешно преобразовав энергию светодиодного света в электрическую энергию, реализовав беспроводную подачу энергии без батарей и кабелей.
Согласно отчёту, эта технология относится к области оптической беспроводной передачи энергии (OWPT). Её основной принцип заключается в преобразовании электрической энергии в световую для передачи, после чего фотоэлектрический приёмник преобразует световую энергию обратно в электрическую. В отличие от предыдущих лазерных решений, эта новая технология использует мощные светодиоды, открывая более перспективный путь для питания внутренних устройств.
Основные преимущества этой технологии заключаются в её высокой безопасности и низкой стоимости. В помещениях с высокой плотностью устройств Интернета вещей беспроводные системы передачи энергии должны соответствовать строгим правилам безопасности, чтобы избежать вреда для глаз и кожи.
Традиционные лазерные решения из-за высокой плотности энергии не могут удовлетворить этим требованиям, в то время как светодиодная технология изначально более безопасна. Исследовательская группа отмечает, что эта характеристика делает её идеальным решением для создания устойчивой инфраструктуры для устройств Интернета вещей в помещениях и обеспечивает одновременное бесперебойное питание нескольких объектов с использованием распознавания изображений с помощью искусственного интеллекта.
Чтобы преодолеть потери энергии и колебания производительности в условиях изменяющейся освещенности при беспроводной передаче энергии светодиодов на большие расстояния, исследовательская группа разработала двухрежимную адаптивную систему, способную автоматически адаптироваться как к яркому, так и к темному помещению.
Основой этой системы является адаптивная оптическая система, состоящая из настраиваемой жидкостной линзы и формирующей изображение линзы. Эта система автоматически регулирует размер пучка в зависимости от расстояния и размера приёмника, обеспечивая оптимальную эффективность передачи энергии.
Для точного позиционирования луча система включает в себя камеру глубины и регулируемый отражатель, управляемый шаговым двигателем. РГБ-датчик в камере глубины определяет местоположение фотоэлектрического приёмника, а инфракрасный датчик определяет точку освещения луча.
Кроме того, исследователи прикрепили к краю приёмника световозвращающую плёнку, отражающую инфракрасный свет глубинной камеры. Это позволяет чётко визуализировать контуры приёмника даже в полной темноте, обеспечивая стабильную работу системы круглосуточно.
Исследовательская группа также внедрила свёрточную нейронную сеть (Си-Эн-Эн) на основе алгоритма SSD, значительно повысив точность распознавания целей. В ходе эксперимента система продемонстрировала бесперебойную работу как в условиях яркого освещения, так и в темноте, успешно обеспечив эффективную и стабильную передачу энергии на расстояние до 5 метров. Согласно отчёту об исследовании, светодиодный чип, используемый в системе, имеет мощность светового потока 1,53 Вт.