Oamenii de știință din Japonia au dezvoltat o nouă metodă extrem de eficientă pentru proiectarea sistemelor de transfer de energie wireless (WPT). Pe baza învățării automate, metoda permite unui sistem să mențină o tensiune stabilă chiar și pe măsură ce încărcările se schimbă – un pas cheie către adoptarea mai largă a putere wireless.
Sistemele WPT sunt deja o parte cheie a numeroaselor dispozitive, de la smartphone -uri și senzori biomedicale la sondaje de inducție, care utilizează mecanica WPT pentru a încălzi vase. Dar una dintre problemele cheie ale tehnologiei actuale este că se luptă cu fluctuațiile puterii. Acest lucru se datorează faptului că acestea sunt dependente de sarcină, ceea ce înseamnă că performanța unui sistem este afectată în mod semnificativ de ceea ce dispozitivul este alimentat (încărcarea).
Dispozitivele precum smartphone -urile se bazează pe tensiune constantă și reglementată pentru a -și încărca bateriile în siguranță. Rezistența bateriei la electricitate se schimbă pe măsură ce se umple, care într-un sistem WPT dependent de sarcină poate determina fluctuația tensiunii. Acest lucru poate deteriora dispozitivul sau poate reduce viteza de încărcare.
În comparație, noua abordare de învățare a mașinilor este independentă de încărcare (LI), ceea ce înseamnă că pot oferi o putere constantă și pot menține o eficiență ridicată, indiferent de dispozitivul care este încărcat. În exemplul bateriei smartphone -ului, acest lucru înseamnă că puterea va continua să fie transferată eficient la o tensiune constantă, indiferent de fluctuațiile de rezistență care pot apărea pe măsură ce bateria se umple.
Acest lucru este important în special pentru bateriile mai mari în aplicații mai complexe, cum ar fi vehiculele electrice, unde sarcina se poate schimba dramatic în timpul încărcării.
Cercetătorii și -au dezvăluit concluziile într -un nou studiu publicat în iunie 2025 în Jurnal Tranzacții IEEE pe circuite și sisteme.
Sistemele WPT funcționează printr-un proces numit rezonanță, la fel ca un radio sau televizor primește un semnal în aer. Un emițător transmite o frecvență specifică a undei electromagnetice prin reglarea modului în care puterea oscilează între un condensator și inductor. Când unda ajunge la un circuit de receptor setat la aceeași frecvență, cele două rezonează, amplificând foarte mult semnalul.
Într -un radio, semnalul este apoi trimis către alte componente pentru a fi amplificat și demodulat în continuare pentru a crea sunet, în timp ce într -un sistem WPT, această rezonanță permite receptorului să capteze și să stocheze energia transmisă fără fir.
Învățarea automată pentru a stimula puterea wireless
Noua tehnică folosește învățarea automată pentru a modela și optimiza sisteme de transfer de putere mai puțin dependente de sarcină. Procesul implică construirea unui model virtual al sistemului, apoi rularea simulărilor modelului în acțiune, în timp ce o inteligență artificială îl observă.
AI judecă cât de bine funcționează sistemul, pe baza unor criterii precum câtă energie se pierde ca căldură și cât de curat rămâne semnalul electric. Apoi folosește o metodă de încercare și eroare pentru a optimiza sistemul, astfel încât să funcționeze cu eficiență maximă, transferând puterea cu fluctuații minime și disiparea energiei.
Folosind noua lor metodă, cercetătorii au redus fluctuațiile de până la 5%, comparativ cu 18% folosind un sistem dependent de sarcină, potrivit studiului. De asemenea, au crescut eficiența transferului de energie până la 86,7%, în timp ce sistemele dependente de sarcină pot funcționa la o eficiență de 65%.
Sistemele WPT independente de încărcare au implicații largi cu mult peste dispozitivele de încărcare fără fir, a declarat autorul principal al studiului Hiroo Sekiyaprofesor la Școala Absolventă de Știință Avansată de Integrare a Universității Chiba.
“Suntem siguri că rezultatele acestei cercetări sunt un pas semnificativ către o societate complet wireless”, a spus el într -un declaraţie. “Mai mult decât atât, din cauza funcționării Li, sistemul WPT poate fi construit într -o manieră simplă, reducând astfel costurile și dimensiunea. Scopul nostru este să facem WPT obișnuit în următorii 5 până la 10 ani.”
Acest studiu ilustrează, de asemenea, modalitățile de AI pot fi utilizate pentru a îmbunătăți proiectarea circuitului electric, ceea ce duce la o transformare în „modul în care sunt proiectate electronica de putere, îndreptându -se spre un viitor al proiectării automate a circuitului”, au spus cercetătorii într -un comunicat.