東京科學(xué)研究所的科研團(tuán)隊(duì)在光學(xué)無(wú)線輸電領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，成功開(kāi)發(fā)出基于高功率LED的無(wú)線供電技術(shù)。這項(xiàng)突破性成果首次實(shí)現(xiàn)了將LED光能直接轉(zhuǎn)化為電能，為室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了一種無(wú)需電池或電纜的新型供電方案。與傳統(tǒng)依賴激光的傳輸方式相比，新技術(shù)通過(guò)優(yōu)化光能轉(zhuǎn)換路徑，顯著提升了系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性。

研究團(tuán)隊(duì)介紹，該技術(shù)核心屬于光學(xué)無(wú)線輸電（OWPT）范疇，其工作原理包含兩個(gè)關(guān)鍵步驟：首先將電能轉(zhuǎn)化為特定波段的光能進(jìn)行空間傳輸，隨后通過(guò)定制化光伏接收器將光能重新轉(zhuǎn)換為電能。相較于激光方案，LED光源的能量密度更低，在密集部署的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中能更好滿足人眼安全標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)大幅降低設(shè)備制造成本。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)使用的LED芯片輻射通量達(dá)1.53瓦，在5米傳輸距離下仍能保持穩(wěn)定供電。

為解決LED無(wú)線輸電在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性難題，科研人員設(shè)計(jì)了雙模自適應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)可調(diào)焦液體透鏡與成像透鏡的組合，可根據(jù)接收器距離自動(dòng)調(diào)整光斑尺寸，確保能量傳輸效率最大化。在光照條件劇烈變化的場(chǎng)景中，系統(tǒng)能無(wú)縫切換工作模式，維持穩(wěn)定的電力輸出。深度相機(jī)的加入進(jìn)一步提升了定位精度，其RGB傳感器負(fù)責(zé)識(shí)別接收器位置，紅外傳感器則實(shí)時(shí)追蹤光束落點(diǎn)。

針對(duì)黑暗環(huán)境下的識(shí)別難題，研究團(tuán)隊(duì)在接收器邊緣貼附了特殊回歸反射膜。這種材料能將深度相機(jī)發(fā)出的紅外光原路反射，即使在完全無(wú)光條件下也能清晰勾勒出接收器輪廓。配合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可調(diào)反射鏡，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的光束精準(zhǔn)定位。實(shí)驗(yàn)表明，該設(shè)計(jì)使設(shè)備在晝夜交替環(huán)境中均能保持高效運(yùn)行，徹底突破了傳統(tǒng)無(wú)線供電技術(shù)的環(huán)境限制。

在智能算法優(yōu)化方面，科研人員引入了基于SSD架構(gòu)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該模型通過(guò)海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，可快速識(shí)別不同形態(tài)的接收設(shè)備，目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確率較傳統(tǒng)方法提升40%。在模擬辦公環(huán)境的測(cè)試中，系統(tǒng)成功為20臺(tái)分散部署的物聯(lián)網(wǎng)終端提供持續(xù)供電，設(shè)備響應(yīng)延遲控制在毫秒級(jí)。研究報(bào)告特別指出，這種供電方式特別適合智能傳感器網(wǎng)絡(luò)、可穿戴設(shè)備等低功耗場(chǎng)景。

目前，該技術(shù)已進(jìn)入工程化驗(yàn)證階段。研究團(tuán)隊(duì)正在優(yōu)化光伏接收器的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)開(kāi)發(fā)模塊化供電基站。初步估算顯示，當(dāng)傳輸距離控制在3米范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)整體能效比可達(dá)35%，較現(xiàn)有無(wú)線充電技術(shù)提升近一倍。這項(xiàng)成果為構(gòu)建室內(nèi)可持續(xù)能源基礎(chǔ)設(shè)施提供了全新思路，有望推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向無(wú)源化方向加速發(fā)展。