研究者は、ケーブルなしでライト、携帯電話、ラップトップに電気を与える充電室を構築します

ワイヤレスで充電することは、多くの医療機器の大きな革命になります。(写真:アンスプラッシュ)

ジャカルタ - ミシガン大学と東京大学の研究者は、安全に空気中を通して電気を送信するシステムを開発しました。この技術は、建物全体をワイヤレス充電ゾーンに変える可能性があります。

ネイチャーエレクトロニクスに掲載された新しい研究で詳述されたこの技術は、磁場を使用して50ワットの電力を生成することができます。

研究著者のアランソン・サンプル(コンピュータサイエンスとエンジニアリングのUM教授)は、携帯電話やラップトップの解き放ちに加えて、この技術は埋め込まれた医療機器に電力を供給し、家庭や製造施設でモバイルロボット工学の新しい可能性を開く可能性があると述べた。チームはまた、部屋のサイズよりも小さいスペース(その中に収容されているツールを充電するツールボックスなど)にシステムを実装することにも取り組んでいます。

「ユビキタスコンピューティングの世界のパワーは本当に高まります。コンピュータを充電したり、接続したりすることを心配することなく、何かにコンピュータを接続することができます」とSample氏は言います。

「多くの臨床応用も存在します。例えば、現在の心臓インプラントは、ポンプから身体を通って外部電源に配線を流す必要があります。これはそれらを排除し、感染のリスクを減らし、患者の生活の質を向上させる可能性があります」と、彼が付け加えました。

東京大学の研究者が率いるチームは、約10フィート×10フィートのカスタムメイドのアルミニウム試験室でこの技術を実証しました。彼らは、人や家具の配置に関係なく、部屋のどこからでも電流を引くことができるライト、ファン、携帯電話をワイヤレスで供給します。

このシステムは、潜在的に有害なマイクロ波放射または特別な充電パッドにデバイスを配置する必要があるワイヤレス充電システムでの以前の試みよりも大きな改善であると、研究者は言いました。代わりに、部屋の壁の導電性表面と導電極を使用して磁場を生成します。

この装置は、携帯電話などの電子機器に統合することができるワイヤのコイルを持つ磁場を利用しています。研究者は、電磁界への暴露に関する既存の安全ガイドラインを満たしながら、システムを工場や倉庫などのより大きな構造物に簡単にアップグレードできると述べています。

「このようなものは新築で最も簡単に実装できますが、改装も可能だと思います」と、東京大学の研究者で研究の著者であるササタニタクヤは言います。

「例えば、一部の商業ビルには既に金属支柱があり、おそらくテクスチャリングの天井が行われるのと同様に、導電性表面を壁に吹き付ける可能性があります」と、彼が言いました。

このシステムを機能させる鍵は、生物学的組織を加熱できる有害な電界を制限しながら、部屋サイズの磁場を透過できる共鳴構造を構築することです。

チームのソリューションは、一括コンデンサと呼ばれるデバイスを使用しました。壁の空洞に配置されます。彼らは、コンデンサ自体の中に電界をトラップしながら、部屋を通して共鳴する磁場を生成します。これは、長距離にわたって数ミリメートルまたは非常に少量の電力を送信することに限られていた以前のワイヤレス電源システムの制限を克服します。

第二のハードルは、部屋の隅々に到達する磁場を生成する方法です。磁場は円形のパターンで移動する傾向があり、正方形の部屋にデッドスポットを作成します。さらに、受信機は、電力を描画するために、特定の方法でフィールドに整列する必要があります。

解剖ダミーを使用したテストでは、システムが電磁エネルギーへの暴露のためのFCCガイドラインを超えることなく、部屋の任意の場所に少なくとも50ワットの電力を供給できることを示しています。

研究者は、商業または住宅の環境でシステムを実装することは、数年先である可能性が高いと指摘しています。現在、UM キャンパスの建物でシステムのテストを行っています。

また、東京大学の電気工学・情報システム教授の川原義弘氏も含まれます。本研究は、科学技術庁と日本学術振興会の支援を受けています。