Peniliti Bangun Ruang Pengisian Daya yang Memberi Aliran Listrik pada Lampu, Telepon, Laptop Tanpa Kabel

JAKARTA - Peneliti di University of Michigan dan University of Tokyo telah mengembangkan sistem untuk menyalurkan listrik dengan aman melalui udara. Teknik ini berpotensi mengubah seluruh bangunan menjadi zona pengisian nirkabel.

Dirinci dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature Electronics, teknologi ini dapat menghasilkan daya 50 watt menggunakan medan magnet.

Penulis studi Alanson Sample, profesor ilmu komputer dan teknik UM, mengatakan bahwa selain untethering ponsel dan laptop, teknologi ini juga dapat memberi daya pada perangkat medis yang ditanamkan dan membuka kemungkinan baru untuk robotika seluler di rumah dan fasilitas manufaktur. Tim juga bekerja untuk menerapkan sistem di ruang yang lebih kecil dari ukuran ruangan, misalnya kotak peralatan yang mengisi daya alat yang ditempatkan di dalamnya.

"Ini benar-benar meningkatkan kekuatan dunia komputasi di mana-mana. Anda dapat memasukkan komputer ke dalam apa pun tanpa harus khawatir tentang mengisi daya atau mencolokkannya," kata Sample.

"Ada banyak aplikasi klinis juga; implan jantung saat ini, misalnya, memerlukan kabel yang mengalir dari pompa melalui tubuh ke catu daya eksternal. Ini bisa menghilangkannya, mengurangi risiko infeksi dan meningkatkan kualitas pasien. Kehidupan," tambahnya

Tim, yang dipimpin oleh para peneliti di Universitas Tokyo, mendemonstrasikan teknologi di ruang uji aluminium yang dibuat khusus berukuran sekitar 10 kaki kali 10 kaki. Mereka menyalakan lampu, kipas angin, dan ponsel secara nirkabel yang dapat menarik arus dari mana saja di ruangan terlepas dari penempatan orang dan furnitur.

Sistem ini merupakan peningkatan besar dari upaya sebelumnya pada sistem pengisian nirkabel, yang menggunakan radiasi gelombang mikro yang berpotensi berbahaya atau perangkat yang diperlukan untuk ditempatkan pada bantalan pengisian khusus, kata para peneliti. Sebagai gantinya, ia menggunakan permukaan konduktif di dinding ruangan dan kutub konduktif untuk menghasilkan medan magnet.

Perangkat memanfaatkan medan magnet dengan gulungan kawat, yang dapat diintegrasikan ke dalam elektronik seperti ponsel. Para peneliti mengatakan sistem dapat dengan mudah ditingkatkan ke struktur yang lebih besar seperti pabrik atau gudang sambil tetap memenuhi pedoman keselamatan yang ada untuk paparan medan elektromagnetik.

"Sesuatu seperti ini akan paling mudah diterapkan dalam konstruksi baru, tetapi saya pikir retrofit juga mungkin dilakukan," kata Takuya Sasatani, seorang peneliti di Universitas Tokyo dan penulis studi tersebut.

"Beberapa bangunan komersial, misalnya, sudah memiliki tiang penyangga logam, dan seharusnya memungkinkan untuk menyemprotkan permukaan konduktif ke dinding, mungkin mirip dengan bagaimana langit-langit bertekstur dilakukan," ucapnya.

Kunci untuk membuat sistem ini bekerja, kata Sample, adalah membangun struktur resonansi yang dapat mengirimkan medan magnet seukuran ruangan sambil membatasi medan listrik berbahaya, yang dapat memanaskan jaringan biologis.

Solusi tim menggunakan perangkat yang disebut kapasitor lumped. Ditempatkan di rongga dinding.  Mereka menghasilkan medan magnet yang beresonansi melalui ruangan, sambil menjebak medan listrik di dalam kapasitor itu sendiri. Hal ini mengatasi keterbatasan sistem daya nirkabel sebelumnya, yang terbatas pada pengiriman daya dalam jumlah besar selama beberapa milimeter atau daya dalam jumlah sangat kecil untuk jarak jauh.

Rintangan kedua adalah bagaimana menghasilkan medan magnet yang mencapai setiap sudut ruangan. Medan magnet cenderung bergerak dalam pola melingkar, menciptakan titik mati di ruangan persegi. Selain itu, penerima perlu menyelaraskan dengan bidang dengan cara tertentu untuk menarik daya.

Pengujian dengan boneka anatomi menunjukkan bahwa sistem dapat mengirimkan setidaknya 50 watt daya ke lokasi mana pun di ruangan tanpa melebihi pedoman FCC untuk paparan energi elektromagnetik.

Para peneliti mencatat bahwa penerapan sistem dalam pengaturan komersial atau perumahan kemungkinan akan bertahun-tahun lagi bisa dilakukan. Mereka saat ini bekerja untuk menguji sistem di sebuah gedung di kampus UM.

Tim tersebut juga termasuk Yoshihiro Kawahara, profesor teknik elektro dan sistem informasi di Universitas Tokyo. Penelitian ini didukung oleh Japan Science and Technology Agency dan Japan Society for the Promotion of Science.