Den 21. offentliggjorde Golem, en teknologinyhedshjemmeside, et blogindlæg, der rapporterede, at et team ved Tokyo Institute of Science har opnået et teknologisk gennembrud, hvor de for første gang har haft succes med at konvertere LED-lysenergi til elektrisk energi og dermed realiseret trådløs strømforsyning uden batterier eller kabler.
Ifølge rapporten tilhører denne teknologi området optisk trådløs strømtransmission (OWPT). Dens grundlæggende princip er at omdanne elektrisk energi til lysenergi til transmission, og derefter omdanner en solcellemodtager lysenergien tilbage til elektrisk energi. I modsætning til tidligere laserbaserede løsninger bruger denne nye teknologi højtydende LED'er, hvilket giver en mere lovende metode til at drive indendørs enheder.
De vigtigste fordele ved denne teknologi ligger i dens høje sikkerhed og lave omkostninger. I indendørsmiljøer med en høj tæthed af IoT-enheder skal trådløse strømtransmissionssystemer overholde strenge sikkerhedsforskrifter for at undgå skader på øjne og hud.
Traditionelle laserløsninger kan på grund af deres høje energitæthed ikke opfylde disse krav, mens LED-baseret teknologi i sagens natur er mere sikker. Forskerholdet påpeger, at denne egenskab gør den ideel til at bygge bæredygtig infrastruktur til indendørs IoT-enheder og muliggør samtidig, uafbrudt strømforsyning til flere mål ved hjælp af AI-billedgenkendelse.
For at overvinde energitab og udsving i ydeevnen under varierende lysforhold under trådløs LED-strømtransmission over lange afstande, udviklede forskerholdet et adaptivt dual-mode-system, der automatisk kan tilpasse sig både lyse og mørke indendørsmiljøer.
Nøglen til dette system ligger i et adaptivt optisk system, der består af en justerbar væskelinse og en billedlinse. Dette system justerer automatisk strålestørrelsen baseret på modtagerens afstand og størrelse, hvilket sikrer optimal energitransmissionseffektivitet.
For præcis strålepositionering integrerer systemet et dybdekamera og en justerbar reflektor, der styres af en steppermotor. RGB-sensoren i dybdekameraet identificerer placeringen af den fotovoltaiske modtager, mens den infrarøde sensor lokaliserer strålens belysningspunkt.
Derudover fastgjorde forskerne en retroreflekterende film til modtagerens kant, der reflekterer det infrarøde lys fra dybdekameraet. Dette muliggør tydelig konturering af modtageren selv i fuldstændig mørke, hvilket sikrer stabil drift af systemet døgnet rundt.
Forskerholdet introducerede yderligere et konvolutionelt neuralt netværk (CNN) baseret på SSD-algoritmen, hvilket forbedrede nøjagtigheden af målgenkendelse betydeligt. I eksperimentet demonstrerede systemet problemfri drift i både lyse og mørke omgivelser og opnåede effektiv og stabil energioverførsel over en afstand på op til 5 meter. Ifølge forskningsrapporten har LED-chippen, der anvendes i systemet, en strålingsflux på 1,53 watt.