日本东京科学研究所的科研团队近日取得一项突破性进展,成功开发出一种利用光线实现小型设备无线供电的创新系统。这项技术通过特殊的光学设计,使物联网设备摆脱了对传统电缆和电池的依赖,为物联网设备的持续运行提供了新的能源解决方案。
与以往依赖高风险激光的供电方式不同,该系统采用大功率LED作为光源,通过精密的光学设计将红外光精准聚焦在小型太阳能电池上。研究团队设计了一套自适应光学系统,其中包含两片透镜,其中一片为可实时调整焦距的液态透镜。这种设计使得光斑即使在数米距离外也能保持高能量密度,实验显示其有效供电距离可达5米。
为了确保供电的稳定性,系统配备了类似“机械眼”的追踪装置。该装置由两个可旋转镜面和Intel RealSense深度摄像头组成,能够持续监测接收器的位置。其独特之处在于,系统在昼夜环境下均可正常工作:在光照条件下,通过彩色图像识别接收器;而在黑暗环境中,则依靠安装在接收器上的微型反光镜反射红外图案进行定位。
整个系统的运行由一套经过大量真实场景训练的学习型图像分析AI控制。这套AI能够准确识别光伏面板的形状和轮廓,即使接收器发生移动或环境光线突然变化,系统也能在50毫秒内无缝切换工作模式,确保供电不间断。实验还表明,该系统支持多块太阳能电池同时充电。目前,系统的光学效率约为56%,研究团队表示,通过进一步优化透镜设计,未来有望将效率提升至80%以上。

