nyheter

Forskere har utviklet entrådløst ladekammersom kan drive enhver bærbar PC, nettbrett eller mobiltelefon gjennom luften uten behov for plugger eller kabler.
Teamet ved University of Tokyo sa at den nye teknikken innebærer å generere magnetiske felt over lengre avstander uten å skape elektriske felt som kan være skadelige for noen eller dyr i rommet.
Systemet, som har blitt testet i et rom, men fortsatt er i sin spede begynnelse, kan levere opptil 50 watt strøm uten å overskride gjeldende retningslinjer for menneskelig eksponering for magnetiske felt, forklarte studieforfatterne.
Den kan brukes til å lade hvilken som helst enhet med en spole inni, lik systemet som brukes av nåværende trådløse ladeputer - men uten ladepute.
I tillegg til å fjerne bunter med ladekabler fra skrivebord, kan det tillate at flere enheter blir helautomatiserte uten behov for porter, plugger eller kabler, sa teamet.
Teamet sa at det nåværende systemet inkluderer en magnetisk pol i midten av rommet for å la magnetfeltet "nå hvert hjørne", men fungerer uten det, et kompromiss er et "dødt punkt" der trådløs lading ikke er mulig.
Forskerne avslørte ikke hvor mye teknologien ville koste fordi den fortsatt er i de tidlige utviklingsstadiene og «år unna» fra å være tilgjengelig for publikum.
Men når det er mulig å ettermontere et eksisterende bygg eller integrere i et helt nytt bygg, med eller uten sentral ledende stolpe.
Teknologien vil tillate at enhver elektronisk enhet – for eksempel en telefon, vifte eller til og med en lampe – kan lades uten behov for kabler, og som sett i dette rommet laget av University of Tokyo, beviser det at det fungerer. Unseen er den sentrale pol, som virker for å øke omfanget av magnetfeltet
Systemet inkluderer en stolpe i midten av rommet for å "fylle ut hull som ikke er dekket av veggkondensatorer", men forfatterne sier at det fortsatt ville fungere uten stolpen, som vist, men ville resultere i et dødpunkt der lading ikke ville arbeid
Klumpede kondensatorer, designet for å skille det termiske systemet, er plassert i vegghulen til hver vegg rundt i rommet.
Dette reduserer risikoen for mennesker og dyr i verdensrommet, da elektriske felt kan varme opp biologisk kjøtt.
En sentral ledende elektrode er installert i rommet for å generere et sirkulært magnetfelt.
Siden magnetfeltet er sirkulært som standard, kan det fylle eventuelle hull i rommet som ikke dekkes av veggkondensatorer.
Enheter som mobiltelefoner og bærbare datamaskiner har spoler inni som kan lades ved hjelp av magnetiske felt.
Systemet kan gi 50 watt effekt uten risiko for mennesker eller dyr i rommet.
Andre bruksområder inkluderer mindre versjoner av elektroverktøy i verktøykasser, eller større versjoner som kan tillate hele anlegg å operere uten kabler.
"Dette forbedrer virkelig kraften til den allestedsnærværende dataverdenen - du kan sette datamaskinen din hvor som helst uten å bekymre deg for å lade eller koble til," sa studiemedforfatter Alanson Sample fra University of Michigan.
Det er også kliniske anvendelser, ifølge Sample, som sa at hjerteimplantater for tiden krever en ledning fra en pumpe for å passere gjennom kroppen og inn i en stikkontakt.
"Dette kan eliminere denne tilstanden," sa forfatterne, og la til at det ville redusere risikoen for infeksjon ved å eliminere ledninger helt, "redusere risikoen for infeksjon og forbedre pasientens livskvalitet."
Trådløs lading har vist seg å være kontroversiell, med en fersk studie som fant at typen magneter og spoler som brukes i enkelte Apple-produkter kan slå av pacemakere og lignende enheter.
"Våre studier rettet mot statiske hulromsresonanser bruker ikke permanente magneter og utgjør derfor ikke de samme helse- og sikkerhetsproblemene," sa han.
"I stedet bruker vi lavfrekvente oscillerende magnetiske felt for å overføre elektrisitet trådløst, og formen og strukturen til hulromsresonatorene lar oss kontrollere og styre disse feltene.
«Vi er oppmuntret over at vår første sikkerhetsanalyse viste at nyttig kraft kan overføres trygt og effektivt. Vi vil fortsette å utforske og utvikle denne teknologien for å møte eller overgå alle regulatoriske sikkerhetsstandarder.
For å demonstrere det nye systemet, installerte de en unik trådløs ladeinfrastruktur i et spesialbygget "testkammer" av aluminium på 10 fot x 10 fot.
De bruker den deretter til å drive lys, vifter og mobiltelefoner, og trekker strøm fra hvor som helst i rommet, uansett hvor møbler eller mennesker er plassert.
Forskerne sier at systemet er en betydelig forbedring i forhold til tidligere forsøk på trådløs lading, som brukte potensielt skadelig mikrobølgestråling eller krevde å plassere enheten på en dedikert ladepute.
I stedet bruker den ledende overflater og elektroder på veggene i rommet for å generere et magnetfelt som enheter kan benytte når de trenger strøm.
Enheter bruker magnetiske felt gjennom spoler, som kan integreres i elektroniske enheter som mobiltelefoner.
Forskerne sier at systemet enkelt kan skaleres til større strukturer, som fabrikker eller varehus, samtidig som det oppfyller eksisterende sikkerhetsretningslinjer for elektromagnetisk felteksponering satt av US Federal Communications Commission (FCC).
"Noe slikt er enklest å implementere i nye bygninger, men jeg tror ettermontering også er mulig," sa Takuya Sasatani, en forsker ved University of Tokyo og studiens tilsvarende forfatter.
"For eksempel har noen kommersielle bygninger allerede metallstøttestenger, og det bør være mulig å spraye en ledende overflate på veggene, som kan ligne på hvordan teksturerte tak er laget."
Studieforfatterne forklarer at systemet kan levere opptil 50 watt strøm uten å overskride FCC-retningslinjene for menneskelig eksponering for magnetiske felt
Studieforfatterne forklarer at systemet kan levere opptil 50 watt strøm uten å overskride FCC-retningslinjene for menneskelig eksponering for magnetiske felt
Magnetfeltet beskriver hvordan den magnetiske kraften er fordelt i området rundt en magnetisk gjenstand.
Det inkluderer effekten av magnetisme på mobilladninger, strømmer og magnetiske materialer.
Jorden produserer sitt eget magnetfelt, som bidrar til å beskytte overflaten mot skadelig solstråling.
Nøkkelen til å få systemet til å fungere, sier Sample, er å lage en resonansstruktur som kan levere et magnetfelt på størrelse med rommet mens det begrenser skadelige elektriske felt som kan varme opp biologisk vev.
Teamets løsning bruker en enhet som kalles en lumped capacitor, som passer til en lumped capacitance modell - hvor det termiske systemet reduseres til diskrete klumper.
Temperaturforskjeller innenfor hver blokk er ubetydelige og er allerede mye brukt i bygningsklimakontrollsystemer.
Kondensatorer plassert i vegghulrom skaper et magnetisk felt som resonerer i rommet mens det fanger det elektriske feltet inne i selve kondensatoren.
Dette overvinner begrensningene til tidligere trådløse strømsystemer, som var begrenset til å levere store mengder strøm over små avstander på noen få millimeter, eller svært små mengder over lange avstander, som kan være skadelig for mennesker.
Teamet måtte også finne en måte å sikre at magnetfeltet deres nådde hvert hjørne av rommet, og eliminerte eventuelle "døde flekker" som kanskje ikke lades.
Magnetiske felt har en tendens til å forplante seg i sirkulære mønstre, og skaper døde flekker i firkantede rom og vanskelig å justere nøyaktig med spolene i enheten.
"Å trekke energi i luften med en spole er mye som å fange sommerfugler med et nett," sa Sample og la til at trikset er "å få så mange sommerfugler som mulig til å snurre rundt i rommet i så mange retninger som mulig."
Ved å ha flere sommerfugler, eller i dette tilfellet, flere magnetiske felt som samhandler, uansett hvor nettet er, eller hvilken vei det peker – vil du treffe målet.
Den ene sirkler rundt den sentrale polen i rommet, mens den andre virvler i hjørnene og vever mellom tilstøtende vegger.
Den kan brukes til å lade hvilken som helst enhet med en spole inni, lik systemet som brukes av nåværende trådløse ladeputer – men uten ladepute
Forskerne sa ikke hvor mye teknologien kan koste, siden den fortsatt er i de tidlige utviklingsstadiene, men den "vil ta år" og kan ettermonteres i eksisterende bygninger eller integreres i helt nye bygninger når den er tilgjengelig i midten.
I følge Sample eliminerer denne tilnærmingen dødpunkter, slik at enheter kan hente strøm fra hvor som helst i verdensrommet.