《日經(jīng)產(chǎn)業(yè)新聞》報道，東京工業(yè)大學(xué)等機構(gòu)正在大力研發(fā)依靠激光實現(xiàn)的“光無線充電”技術(shù)。用激光照射物體，就可以將光能轉(zhuǎn)化為電能。這樣一來，不僅可以省去手機、家電配置充電線的麻煩，還可讓電動汽車(EV)不必停下來就能充電。這種遠離充電線的生活或許能在2050年實現(xiàn)。
激光充電的原理十分簡單：利用電能發(fā)射激光，受到激光照射的物體再通過發(fā)電板將光能轉(zhuǎn)化為電能。東京工業(yè)大學(xué)副教授宮本智之表示，激光充電如果能解決效率和安全問題，就能盡早投入實際使用。
宮本的團隊已經(jīng)可以利用激光輸送10瓦左右的電流。他們還能以此操縱無線電控制系統(tǒng)，在地面用激光使無人機處于滯空狀態(tài)。此外，他們的技術(shù)可以不受水的阻礙，因此也能給水下無人機充電。
目前較為普遍的無線充電技術(shù)大多采用電磁感應(yīng)原理，利用線圈通電后產(chǎn)生的磁場輸送電能。手機無線充電就是實際案例。雖然這種方式的充電效率高達90%左右，但手機與充電器的距離必須保持在幾厘米以內(nèi)。
在距離較遠的情況下，比較被看好的是微波無線充電。這種技術(shù)需要用到特定波長的電磁波。但是，在遠距離充電時，輸電效率會隨著距離增加而顯著下降，很難進行大功率輸電。此外，電磁波也會導(dǎo)致接收方的機器產(chǎn)生噪聲，容易造成故障。
而激光在進行遠距離輸電時，其能量轉(zhuǎn)換率可維持在50%左右。激光作為可實現(xiàn)遠距離大功率無線充電的技術(shù)手段被廣泛看好。
不過，這種充電方式并非完美無缺，安全問題就很棘手。由于激光功率很高，一旦照到人體就十分危險，必須確保在無人環(huán)境下使用，或是對相關(guān)場所的人員出入嚴加管理。
宮本表示，可以首先在無人倉庫傳感器和自動搬運車(AGV)上試用激光充電技術(shù)。無人倉庫傳感器被設(shè)置在倉庫各個角落，有的也能在倉庫內(nèi)自由移動，可以從倉庫頂部發(fā)射激光持續(xù)為其充電。預(yù)計這項技術(shù)將在2030年前后投入實用。
研究人員還試圖在有人的情況下給家電和手機充電。他們通過攝像頭等部件確定人的位置，一旦有人靠近就停止發(fā)射激光，從而確保安全。擁有此種技術(shù)，就能用激光對電動汽車持續(xù)進行大功率充電，使其保持行駛。
在海外，該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司相繼成立。
美國PowerLight Technologies公司與瑞典愛立信公司合作開展了5G基站激光無線供電的實證實驗。以色列Wi-Charge公司正在開發(fā)針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線充電技術(shù)。
宮本介紹說，相比之下，日本幾乎沒有取得實際進展，但對該領(lǐng)域感興趣的企業(yè)越來越多。宮本等人正在通過相關(guān)研討會努力推動信息共享。
此前，激光除了被用于光纖等信息通信領(lǐng)域，還被用于制作CD、DVD等存儲器。人們還利用激光聚焦生熱的特點加工金屬，其對于工業(yè)而言不可或缺。
激光在人臉識別和自動駕駛領(lǐng)域也逐漸嶄露頭角。手機的人臉識別功能利用紅外線激光照射面部獲取立體特征，以此判斷使用者是否為機主本人。
汽車則可以在自動駕駛模式下用激光照射周邊環(huán)境，從而判定障礙物的形狀和位置。
激光的適用場景還將繼續(xù)增加。有人利用其能量高的特點，嘗試將其用于核聚變發(fā)電。將高功率激光聚焦于一點，通過在高密度條件下壓縮和加熱促進發(fā)生核聚變反應(yīng)。各國初創(chuàng)企業(yè)都在積極從事相關(guān)研發(fā)活動。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以利用激光監(jiān)測植物生長情況和土壤狀況，也可用其除草除蟲，從而減少農(nóng)藥使用量，實現(xiàn)無人植物工廠。
未來激光還將在多個領(lǐng)域大顯神通。
激光充電的原理十分簡單：利用電能發(fā)射激光，受到激光照射的物體再通過發(fā)電板將光能轉(zhuǎn)化為電能。東京工業(yè)大學(xué)副教授宮本智之表示，激光充電如果能解決效率和安全問題，就能盡早投入實際使用。
宮本的團隊已經(jīng)可以利用激光輸送10瓦左右的電流。他們還能以此操縱無線電控制系統(tǒng)，在地面用激光使無人機處于滯空狀態(tài)。此外，他們的技術(shù)可以不受水的阻礙，因此也能給水下無人機充電。
目前較為普遍的無線充電技術(shù)大多采用電磁感應(yīng)原理，利用線圈通電后產(chǎn)生的磁場輸送電能。手機無線充電就是實際案例。雖然這種方式的充電效率高達90%左右，但手機與充電器的距離必須保持在幾厘米以內(nèi)。
在距離較遠的情況下，比較被看好的是微波無線充電。這種技術(shù)需要用到特定波長的電磁波。但是，在遠距離充電時，輸電效率會隨著距離增加而顯著下降，很難進行大功率輸電。此外，電磁波也會導(dǎo)致接收方的機器產(chǎn)生噪聲，容易造成故障。
而激光在進行遠距離輸電時，其能量轉(zhuǎn)換率可維持在50%左右。激光作為可實現(xiàn)遠距離大功率無線充電的技術(shù)手段被廣泛看好。
不過，這種充電方式并非完美無缺，安全問題就很棘手。由于激光功率很高，一旦照到人體就十分危險，必須確保在無人環(huán)境下使用，或是對相關(guān)場所的人員出入嚴加管理。
宮本表示，可以首先在無人倉庫傳感器和自動搬運車(AGV)上試用激光充電技術(shù)。無人倉庫傳感器被設(shè)置在倉庫各個角落，有的也能在倉庫內(nèi)自由移動，可以從倉庫頂部發(fā)射激光持續(xù)為其充電。預(yù)計這項技術(shù)將在2030年前后投入實用。
研究人員還試圖在有人的情況下給家電和手機充電。他們通過攝像頭等部件確定人的位置，一旦有人靠近就停止發(fā)射激光，從而確保安全。擁有此種技術(shù)，就能用激光對電動汽車持續(xù)進行大功率充電，使其保持行駛。
在海外，該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司相繼成立。
美國PowerLight Technologies公司與瑞典愛立信公司合作開展了5G基站激光無線供電的實證實驗。以色列Wi-Charge公司正在開發(fā)針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線充電技術(shù)。
宮本介紹說，相比之下，日本幾乎沒有取得實際進展，但對該領(lǐng)域感興趣的企業(yè)越來越多。宮本等人正在通過相關(guān)研討會努力推動信息共享。
此前，激光除了被用于光纖等信息通信領(lǐng)域，還被用于制作CD、DVD等存儲器。人們還利用激光聚焦生熱的特點加工金屬，其對于工業(yè)而言不可或缺。
激光在人臉識別和自動駕駛領(lǐng)域也逐漸嶄露頭角。手機的人臉識別功能利用紅外線激光照射面部獲取立體特征，以此判斷使用者是否為機主本人。
汽車則可以在自動駕駛模式下用激光照射周邊環(huán)境，從而判定障礙物的形狀和位置。
激光的適用場景還將繼續(xù)增加。有人利用其能量高的特點，嘗試將其用于核聚變發(fā)電。將高功率激光聚焦于一點，通過在高密度條件下壓縮和加熱促進發(fā)生核聚變反應(yīng)。各國初創(chuàng)企業(yè)都在積極從事相關(guān)研發(fā)活動。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可以利用激光監(jiān)測植物生長情況和土壤狀況，也可用其除草除蟲，從而減少農(nóng)藥使用量，實現(xiàn)無人植物工廠。
未來激光還將在多個領(lǐng)域大顯神通。
