测试现场零售机器人的无线充电。学分:普拉萨德·贾亚图拉吉/阿尔托大学一项新的电力传输技术使得在不使用任何电线或电源的情况下方便地为设备充电成为可能。仓库机器人、厨房电器，甚至手机或笔记本电脑都可以在充电区域的任何地方接收电力，并且因为即使在设备运行时电力传输也在继续，这项技术有朝一日可以在电动汽车行驶时为其提供电力。无线电力传输的基础已经存在了一段时间，但是现有的系统无法对大面积区域内的任何设备进行充电。使用单个大型发射器覆盖整个区域会导致不必要的电磁暴露，这意味着无法控制流向单个设备的功率。如果使用许多小型发射器，接收设备必须位于已知位置，发射器和接收器必须精确对准。这意味着系统要么必须使用固定的充电位置，要么结合位置传感器、通信协议和处理来跟踪每个接收器的位置。
阿尔托大学的研究人员已经解决了这些问题，开发了一种无论发射器和接收器的位置和方向如何都能工作的功率传输技术。关键思想是将发射器排列在一个网格中，相邻发射器中的电流以相反的方向流动，例如，一个发射器中的顺时针回路和其相邻发射器中的逆时针回路。
这就形成了一个棋盘状的“正”和“负”发射线圈网格，其间有一个磁通量。发射器网格上方的接收器捕获正负发射器之间的磁通量，从而产生电流为设备充电。
“我们方法的美妙之处在于它非常简单，但相当复杂，”领导该项目的博士后研究员普拉萨德·贾亚图拉纳格说。“我们不需要高端处理器或大量计算来使发射器变得智能。说到底，这都是一个电磁系统，我们的方法是找出如何通过电磁方式检测接收器的存在和位置。”
学分:阿尔托大学因为接收器的存在触发了能量转移，系统可以在接收器和发射器之间没有任何位置跟踪和通信的情况下工作。这也意味着电源只传输到接收器，而不是整个区域都通电，这使得几个设备可以同时充电。
将发射器平铺在一起，形成所需大小和形状的充电区域。发射器的子集随后以较低的功率被激活。该项目的博士生沙姆苏勒·阿尔·马哈穆德解释说:“这基本上是一种搜索——发射机在监听接收机。如果开始向接收器传输电力，相邻的发射器将从关闭状态切换到警报模式，如果接收器出现在它们上方，则准备传输电力。
“采用这种配置，无论接收器的位置和方向如何，我们都能获得几乎恒定的效率和恒定的接收功率，”参与该项目的研究人员Ishtiaque Panhwar表示，即使接收设备四处移动，功率传输也能顺利进行。
这项技术已经在与芬兰公司Solteq Robotics合作的商业仓库机器人上进行了测试，Jayathurathnage还领导了由Business Finland资助的项目Parkzia。该项目旨在将这项新技术商业化应用于工业和交通领域。“把这项技术带出实验室，在仓库里看到它的工作，对我个人来说是一个激动人心的时刻，”Jayathurathnage说。"我终于将十年研究的成果带出实验室。"
更多熟悉的应用也可以改善我们的日常生活。“以厨房电器为例，”Jayathurathnage说。“目前，你需要把电饭煲或搅拌机放在特定的位置，让它获得能量。但借助我们的技术，我们可以让整个厨房柜台成为电器甚至手机的电源，但电磁场只在设备下方产生。”
虽然这项技术基本上已经为现实世界的应用做好了准备，但它仍然需要商业包装和认证。与此同时，Jayathurathnage的团队将继续完善和改进这项技术。他们的目标之一是将功率水平从大约1千瓦提高到大约20千瓦，以便该技术可以用于电动汽车充电。“世界各地都有电气化道路的试点项目，”Jayathurathnage说。“电动汽车是这项技术的一个真正伟大的应用。”
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