通过光束供电：日本系统通过红外线 LED 发出 16 英尺范围的光束
东京科学研究所的一个研究小组推出了一种新系统，利用聚焦的 LED 光束为小型设备供电，实现了长达 16 英尺（5 米）的无线能量传输。该技术主要用于物联网设备--日常或工业环境中使用的联网传感器，如自动交换数据的智能恒温器或运动探测器。这项研究发表在11月3日的《光学快报》（Optics Express ）杂志上。
其概念简单明了：一束聚焦的 LED 光束照射到光伏电池上，光伏电池将光转换成电能--这是为越来越多的物联网设备供电这一日益严峻挑战的潜在解决方案。随着这些设备的增多，与电池更换和维护相关的成本和工作量也在增加。虽然现在已经有了几英尺远的光电传输技术，但它通常依赖于激光束，而激光束会带来安全风险。相反，宫本智之和赵明志领导的研究小组选择了高功率红外线 LED 作为更安全的替代品。
光束聚焦紧密，射程达 16 英尺
该系统的核心是一个红外线 LED，通过两级透镜装置进行紧密聚焦。液态透镜可动态调整焦距，而固定透镜则将光束引向光伏电池。根据这项研究，LED 光束的精确度足以在 16 英尺以外的距离持续击中小型太阳能电池。
还可用于移动目标--即使在黑暗中
该系统还可为移动设备供电。为此，它将双轴反射镜装置与深度摄像头相结合。英特尔 RealSense D435 在白天使用标准成像技术检测小型太阳能电池，在夜间使用逆反射器信号进行检测。人工智能模型对系统进行控制，确保光束通过液体透镜自动跟踪和聚焦。据研究人员称，该装置在所有照明条件下都能可靠运行，这是工业或远程环境中物联网传感器的关键要求。
效率不高，但有潜力
研究结果表明，该系统运行可靠，但就日常实际使用而言，效率仍然太低。在测试中，该系统的效率为 56.2%，主要受到辐射损失和液体透镜吸收的限制。研究人员希望通过优化 LED 光学系统，将这一数字提高到 80%，从而使实际应用变得更加可行。从长远来看，该技术可用于更换电池成本高昂或布线不切实际的地方--尤其是工业传感器网络，但也有可能用于智能家居设备或医疗测量设备。
