日本東京科學(xué)研究所的科研團(tuán)隊近日取得突破性進(jìn)展，成功開發(fā)出一種利用光線實現(xiàn)小型設(shè)備無線供電的創(chuàng)新系統(tǒng)。這項技術(shù)通過特殊設(shè)計的光學(xué)架構(gòu)，使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備擺脫了傳統(tǒng)電纜和電池的束縛，為低功耗電子設(shè)備提供了全新的能源解決方案。

研究團(tuán)隊采用大功率LED作為光源，通過精密的光學(xué)設(shè)計將紅外光束聚焦在微型太陽能電池上。該系統(tǒng)的核心創(chuàng)新在于自適應(yīng)光學(xué)模塊，該模塊由兩片透鏡組成，其中一片為可動態(tài)調(diào)節(jié)焦距的液態(tài)透鏡。這種設(shè)計使得光斑在5米距離內(nèi)仍能保持高能量密度，有效解決了遠(yuǎn)距離供電的難題。實驗數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前系統(tǒng)的光學(xué)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到56%，研究人員表示通過優(yōu)化透鏡材料和結(jié)構(gòu)，效率有望提升至80%以上。

為確保供電穩(wěn)定性，系統(tǒng)配備了智能追蹤裝置，其工作原理類似于生物的機(jī)械眼結(jié)構(gòu)。該裝置由兩個旋轉(zhuǎn)鏡面和Intel RealSense深度攝像頭構(gòu)成，能夠?qū)崟r監(jiān)測接收器的空間位置。在光照充足時，系統(tǒng)通過彩色圖像識別技術(shù)定位接收器；當(dāng)環(huán)境光線不足時，則依靠接收器上安裝的微型反光鏡反射紅外圖案進(jìn)行精準(zhǔn)定位。這種雙模式定位機(jī)制使系統(tǒng)具備全天候工作能力。

控制系統(tǒng)的核心是經(jīng)過深度訓(xùn)練的圖像分析AI，該算法通過數(shù)千個實際場景的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，能夠快速識別不同形狀和尺寸的光伏面板。當(dāng)接收器發(fā)生移動或環(huán)境光線突然變化時，系統(tǒng)可在50毫秒內(nèi)完成工作模式切換，確保供電過程不間斷。測試表明，該系統(tǒng)支持多塊太陽能電池同時充電，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的集群供電提供了可能。這項技術(shù)有望在智能倉儲、醫(yī)療監(jiān)測、環(huán)境感知等領(lǐng)域引發(fā)變革。