21-én a Golem, egy tech hírportál, blogbejegyzést tett közzé, amelyben arról számolt be, hogy a Tokiói Tudományos Intézet csapata technológiai áttörést ért el, miután elsőként alakították át sikeresen a LED-ek fényenergiáját elektromos energiává, megvalósítva az elemek és kábelek nélküli vezeték nélküli áramellátást.
A jelentés szerint ez a technológia az optikai vezeték nélküli energiaátvitel (OWPT) területéhez tartozik. Alapelve az, hogy az elektromos energiát fényenergiává alakítja át átvitel céljából, majd egy fotovoltaikus vevő a fényenergiát visszaalakítja elektromos energiává. A korábbi lézeralapú megoldásokkal ellentétben ez az új technológia nagy teljesítményű LED-eket használ, ami ígéretesebb utat kínál a beltéri eszközök áramellátásához.
Ennek a technológiának a fő előnyei a magas fokú biztonság és az alacsony költség. Beltéri környezetben, ahol nagy sűrűségben vannak jelen IoT-eszközök, a vezeték nélküli energiaátviteli rendszereknek szigorú biztonsági előírásoknak kell megfelelniük a szem és a bőr károsodásának elkerülése érdekében.
A hagyományos lézeres megoldások nagy energiasűrűségük miatt nem tudják teljesíteni ezeket a követelményeket, míg a LED-alapú technológia eleve biztonságosabb. A kutatócsoport rámutat, hogy ez a tulajdonság ideálissá teszi a beltéri IoT-eszközök fenntartható infrastruktúrájának kiépítéséhez, és mesterséges intelligencia általi képfelismerés segítségével lehetővé teszi több célpont egyidejű, megszakítás nélküli áramellátását.
A nagy távolságú LED-es vezeték nélküli energiaátvitel során a változó fényviszonyok melletti energiaveszteség és teljesítményingadozások kiküszöbölésére a kutatócsoport egy kettős üzemmódú adaptív rendszert fejlesztett ki, amely képes automatikusan alkalmazkodni mind a világos, mind a sötét beltéri környezethez.
A rendszer kulcsa egy adaptív optikai rendszerben rejlik, amely egy hangolható folyadéklencséből és egy képalkotó lencséből áll. Ez a rendszer automatikusan beállítja a nyalábméretet a vevő távolsága és mérete alapján, biztosítva az optimális energiaátviteli hatékonyságot.
A nyaláb pontos pozicionálásához a rendszer egy mélységérzékelő kamerát és egy léptetőmotor által vezérelt állítható reflektort tartalmaz. A mélységérzékelő kamerában található RGB-érzékelő azonosítja a fotovoltaikus vevő helyét, míg az infravörös érzékelő a nyaláb megvilágítási pontját határozza meg.
Továbbá a kutatók egy fényvisszaverő fóliát rögzítettek a vevőegység szélére, amely visszaveri a mélységmérő kamera infravörös fényét. Ez lehetővé teszi a vevőegység kontúrjának tiszta követését még teljes sötétségben is, biztosítva a rendszer stabil működését a nap 24 órájában.
A kutatócsoport továbbá bevezette az SSD algoritmuson alapuló konvolúciós neurális hálózatot (CNN), amely jelentősen javította a célpontfelismerés pontosságát. A kísérlet során a rendszer zökkenőmentes működést mutatott mind világos, mind sötét környezetben, sikeresen elérve a hatékony és stabil energiaátvitelt akár 5 méteres távolságig. A kutatási jelentés szerint a rendszerben használt LED-chip sugárzási fluxusa 1,53 watt.