無(wú)線充電沒(méi)新意？來(lái)看看更有趣的激光充電

說(shuō)起手機(jī)無(wú)線充電，大家的第一反應(yīng)可能是：雞肋。確實(shí)，目前的無(wú)線充電，還只是停留在使用特定的無(wú)線充電板階段，雖然手機(jī)廠商們?cè)谛乱淮臒o(wú)線充電板上采用了快充技術(shù)，速度相比從前提升不少，但想想看，將你的手機(jī)插到充電器上，或者放在無(wú)線充電板上，兩者差別其實(shí)并不大，所以無(wú)線充電在現(xiàn)階段使用場(chǎng)景上并沒(méi)有特別的吸引力。

不過(guò)就在前兩天，俄羅斯一家名叫「能源」的火箭航天公司做了一項(xiàng)特別的實(shí)驗(yàn)，他們利用激光為 1.5 公里以外的手機(jī)充電 1 小時(shí)，這讓大家印象中的手機(jī)充電又添加了更多的想象。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在兩座相隔 1.5 公里的大樓間完成的。通過(guò)在其中一個(gè)屋頂安裝激光發(fā)射器，另一個(gè)屋頂安裝對(duì)光板，并且在對(duì)光板上加入了常規(guī)移動(dòng)電話充電端口，能為手機(jī)進(jìn)行充電。由于激光的能量集中且非常強(qiáng)，所以利用對(duì)光板上的接收器，能夠?qū)⒓す廪D(zhuǎn)化為電能輸送給手機(jī)。在這個(gè)過(guò)程中，雖然對(duì)光板長(zhǎng)度只有 10cm，但依然精確地接收到了激光，準(zhǔn)確度上令人驚嘆。

激光充電早已有先例

實(shí)際上，微軟亞洲研究院在 2015 年曾經(jīng)做過(guò)關(guān)于利用光線充電的原型，當(dāng)時(shí)被稱為 AutoCharge。不同的是，當(dāng)時(shí)利用的是將太陽(yáng)光聚集成光束，然后一個(gè)特殊的充電器能夠鎖定你放在桌子上的手機(jī)，并且轉(zhuǎn)化成電能為手機(jī)充電。由于光束較為集中，因此在整個(gè)充電效果上，理論上能達(dá)到插座充電的速度。

有人會(huì)說(shuō)，這不就和現(xiàn)在的無(wú)線充電類似嗎，還是要放在一個(gè)特定的地方。其實(shí)，AutoCharge 的核心思想是讓用戶將智能手機(jī)隨手放在桌子，通過(guò)充電器的識(shí)別來(lái)判斷設(shè)備的位置來(lái)充電，這個(gè)過(guò)程不需要用戶的刻意放置。當(dāng)充電完成，充電器能夠通過(guò)傳感器識(shí)別出手機(jī)電池已經(jīng)充滿并自動(dòng)關(guān)閉光束充電開(kāi)關(guān)，這就意味著，你可以隨時(shí)將手機(jī)隨意擺放，同時(shí)進(jìn)行充電，充好了它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，完全的自動(dòng)化充電操作。

不過(guò)，為了實(shí)現(xiàn)它，微軟研究人員稱，這項(xiàng)技術(shù)需要更成熟的太陽(yáng)能技術(shù)，同時(shí)又被限制在了室內(nèi)空間。所以這個(gè)原型實(shí)驗(yàn)仍然遠(yuǎn)離實(shí)際產(chǎn)品，需要許多方面進(jìn)一步改進(jìn)。

當(dāng)然，其實(shí)紅外線也可被用于充電技術(shù)中，這種方式將不受光的束縛。而且利用激光充電的方法還需要內(nèi)置一套安全機(jī)制，讓設(shè)備可以在光束中斷時(shí)立即識(shí)別響應(yīng)，并且能夠以毫秒為單位的計(jì)時(shí)速度瞬間關(guān)閉充電系統(tǒng)，以此來(lái)保障激光充電的安全性。但這個(gè)原型證明了「利用激光充電」的可行性，并且，這也是手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備朝自動(dòng)充電邁出的重要一步。

關(guān)于激光充電，我們其實(shí)可以有更多想象

首先，是給無(wú)人機(jī)充電。大家知道，續(xù)航時(shí)間短一直是無(wú)人機(jī)的主要缺點(diǎn)之一。增加電池就會(huì)讓無(wú)人機(jī)增加重量，而重量增加無(wú)疑會(huì)增大無(wú)人機(jī)的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致飛行時(shí)間得不到有效地增強(qiáng)，因此在目前電池產(chǎn)業(yè)沒(méi)有重大突破的前提下，讓無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間大幅度增加會(huì)成為一個(gè)惡性循環(huán)。而為了提高其續(xù)航時(shí)間，科學(xué)家們沒(méi)少下功夫。

前段時(shí)間倫敦帝國(guó)理工學(xué)院在實(shí)驗(yàn)室里成功制造了一個(gè)無(wú)線電充電裝置，通過(guò)一個(gè)又雙層電路板組成的充電底座(上面蝕刻有無(wú)線電發(fā)射器)另外還搭載的是 13.56MHz 逆變器，能夠?yàn)殡娐钒宄掷m(xù)供電。讓一架無(wú)人機(jī)(四軸)在沒(méi)有電池的情況下能飛行到 12.7cm 的高度，可以說(shuō)是讓大家有了非常多的想象。

但是這個(gè)通過(guò)無(wú)線充電底座供電的方式存在的問(wèn)題也非常多，首先就是充電底座的效率低下，它需要非常強(qiáng)的電能提供轉(zhuǎn)化才能讓無(wú)人機(jī)飛行到足夠的高度。

另外，如果想要讓無(wú)人機(jī)持續(xù)不斷地飛下去，就意味著需要在飛行線路上持續(xù)不斷的建造無(wú)線充電底座，這也是一項(xiàng)浩大的工程。而且根據(jù)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的 Samer Aldhaher 所說(shuō)，無(wú)線充電底座產(chǎn)生的高頻電流會(huì)對(duì)周圍的物體產(chǎn)生一定程度的損傷，所以并不是一個(gè)好方法。

既然「無(wú)線充電」的路子不通，那么激光充電或許會(huì)成為另一個(gè)可以嘗試的新方法。通過(guò)激光充電，首先解決的會(huì)是距離問(wèn)題，如前文介紹的，實(shí)際上我們已經(jīng)能夠在 1-2 公里的距離內(nèi)為手機(jī)進(jìn)行充電了，那就意味著這個(gè)過(guò)程不需要再修建大型的充電底座。

并且，實(shí)際上我們?cè)诶眉す鈦?lái)提供電能轉(zhuǎn)化這件事情上已經(jīng)有過(guò)先例，LazerMotive 公司早在 2010 年就通過(guò)激光提供能量讓無(wú)人機(jī)在空中連續(xù)飛行 12 小時(shí)。

而且，洛克希德·馬丁公司和 LazerMotive 公司的研究結(jié)果表明, 技術(shù)可以極大地提高其續(xù)航能力。他們利用全新的激光充電系統(tǒng),令 Stalker 無(wú)人機(jī)在空中連續(xù)飛行了 48 小時(shí),增加無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間 2400%。這說(shuō)明激光充電不但是可能的，而且是非常有前景的，但要解決的恐怕是生成激光能量的巨大消耗以及制造激光發(fā)生器的成本問(wèn)題了。

所以，還是回到我們開(kāi)始說(shuō)到的「能源」火箭航天公司身上，作為一家航天公司，通過(guò)激光為手機(jī)充電自然不是其本意。用「能源」的工程師維塔利·卡普拉諾夫的話來(lái)說(shuō)，他們想要做的實(shí)際上是「讓專業(yè)人員就可以給小型無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程充電」。按照計(jì)劃，1 年后他們就可以將「激光充電」應(yīng)用于大型無(wú)人機(jī)。小型無(wú)人機(jī)據(jù)說(shuō)再過(guò)兩三個(gè)月就會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，非常讓人期待。

另外，「能源」公司還表示，未來(lái)在太空中，利用激光來(lái)為宇宙飛船充電也會(huì)成為可能。正如「能源」公司新一代航天器能源系統(tǒng)部主管維亞切斯拉夫·圖加延科的說(shuō)法：「高效激光系統(tǒng)的問(wèn)世，使未來(lái)從一個(gè)安裝強(qiáng)大能源裝置的航天器向其他安裝接收轉(zhuǎn)換器的航天器輸送能量成為可能，從而為開(kāi)發(fā)太空創(chuàng)造了新機(jī)會(huì)。」