Згідно з повідомленням японського журналу Nikkei Sangyo Shimbun 10 липня, токійський лазерний об’єкт дозволяє перетворювати світлову енергію в електричну. Таким чином можна не тільки позбавити мобільних телефонів і конфігурації зарядного кабелю побутової техніки, але й дозволити електромобілю (EV) не зупинятися, щоб зарядитися. Це життя без зарядних кабелів може бути реалізовано до 2050 року.
Принцип лазерного заряджання дуже простий: електрична енергія використовується для випромінювання лазерного світла, а об’єкт, опромінений лазерним світлом, потім перетворюється в електричну енергію за допомогою панелі генерації електроенергії. Томоюкі Міямото, доцент Токійського технологічного інституту, сказав, що лазерна зарядка може бути використана на практиці якомога швидше, якщо вдасться вирішити питання ефективності та безпеки.
Команда Міямото спромоглася за допомогою лазерів забезпечити близько 10 Вт струму. Вони також можуть використовувати його, щоб маніпулювати системами радіоуправління та використовувати лазери на землі, щоб тримати дрони в стазісі. Крім того, їх технологія також може заряджати підводні дрони, оскільки їй не заважає вода.
Більшість найбільш поширених сьогодні технологій бездротового заряджання використовують принцип електромагнітної індукції, яка використовує магнітне поле, яке створюється, коли котушка живиться, для доставки електричної енергії. Практичним прикладом є бездротова зарядка мобільних телефонів. Хоча цей метод забезпечує ефективність заряджання близько 90 відсотків, відстань між телефоном і зарядним пристроєм має бути в межах кількох сантиметрів.
На великих відстанях кращим варіантом є мікрохвильова бездротова зарядка. Ця технологія вимагає використання електромагнітних хвиль певної довжини хвилі. Однак під час заряджання на великі відстані ефективність передачі значно зменшується з відстанню, що ускладнює передачу високої потужності. Крім того, електромагнітні хвилі можуть спричинити шум у машині приймача, що може легко спричинити несправності.
Навпаки, швидкість перетворення енергії лазера може підтримуватися на рівні приблизно 50 відсотків при передачі енергії на великі відстані. Лазер широко розглядається як технічний засіб для реалізації потужної бездротової зарядки на великій відстані.
Однак цей спосіб зарядки не ідеальний, питання безпеки дуже складне. Оскільки потужність лазера дуже висока, коли людське тіло є дуже небезпечним, необхідно забезпечити суворе керування використанням безпілотного середовища або відповідних місць доступу персоналу.
Міямото сказав, що технологію лазерної зарядки спочатку можна випробувати на безпілотних складських датчиках і автоматизованих керованих транспортних засобах (AGV). Безпілотні складські датчики встановлені в усіх кутках складу, деякі з них також можуть вільно переміщатися складом і можуть запускатися з верхньої частини складського лазера, який постійно заряджається. Очікується, що технологія запрацює приблизно в 2030 році.
Дослідники також намагаються заряджати побутову техніку та мобільні телефони, коли хтось присутній. Вони забезпечують безпеку, визначаючи місцезнаходження людини за допомогою таких компонентів, як камери, і припиняючи лазерну стрільбу, коли людина наближається. Наявність такої технології дозволить безперервно заряджати електромобілі високою потужністю за допомогою лазерів, щоб вони рухалися.
За кордоном стартапи в цій сфері створюються один за одним.
Американська PowerLight Technologies і шведська Ericsson співпрацювали в емпіричних експериментах лазерного бездротового джерела живлення для базових станцій 5G. Ізраїльська Wi-Charge розробляє технологію бездротової зарядки для пристроїв IoT.
Міямото пояснює, що Японія, навпаки, мало досягла практичного прогресу, але зростає кількість компаній, зацікавлених у цій галузі. Міямото та інші працюють над сприянням обміну інформацією через відповідні семінари.
Раніше лазери використовувалися для виготовлення запам’ятовуючих пристроїв, таких як компакт-диски та DVD-диски, а також використовувалися в галузі інформаційного зв’язку, наприклад оптичних волокон. Він також використовувався для обробки металів, використовуючи функцію лазерного фокусування, що виділяє тепло, яка є необхідною для промисловості.
Лазери також починають проявляти себе в сферах розпізнавання обличчя та автономного водіння. Функція розпізнавання обличчя мобільних телефонів використовує інфрачервоні лазери для отримання тривимірних рис обличчя, щоб визначити, чи є користувач власником.
Автомобілі можуть використовувати лазери для освітлення навколо в режимі автономного водіння, щоб визначити форму та розташування перешкод.
Кількість сценаріїв, у яких можна використовувати лазери, продовжує зростати. Існують спроби використати його високий вміст енергії для виробництва енергії ядерного синтезу. Потужні лазери фокусуються в одній точці, а реакція термоядерного синтезу сприяє стисненню та нагріванню в умовах високої щільності. Стартапи в різних країнах активно займаються відповідними R&D діяльністю.
У сфері сільського господарства лазери можна використовувати для моніторингу росту рослин і стану ґрунту, а також для знищення бур’янів і комах, тим самим зменшуючи використання пестицидів і реалізовуючи безпілотні рослинні заводи.
У майбутньому лазери також будуть використовуватися в різних сферах.
