随着物联网(IoT)快速发展,高效灵活电源解决方案需求大增。传统供电方式弊端明显,光无线电力传输(OWPT)作为新兴技术,可解决诸多局限。目前多数OWPT研究聚焦激光系统,但室内物联网应用受最大允许曝光量限制,激光系统若无特殊安全技术并不适用。相比之下,基于发光二极管(LED)的OWPT系统更安全、易控制、成本效益高且寿命长,不过存在长距离功率损耗和光照变化性能不稳定问题。

日本东京科学研究所未来跨学科科学技术研究实验室的宫本智之教授和赵明志博士研究员,开发出首个基于双模LED的自动自适应光无线电力传输系统。宫本教授称:“我们设计的双模自适应OWPT系统,能自动适应室内明亮昏暗环境,为多个物联网设备安全高效供电。”该系统结合人工智能图像识别技术,可在黑暗和明亮光照条件下无缝运行,为多设备供电且不中断。研究成果于2025年10月24日发表在《Optics Express》期刊上。
为克服远距离功率损耗,系统采用双层透镜结构自适应透镜,根据接收器距离和尺寸自动调节光斑大小。为精确控制光束方向,使用可调反射器,配合配备RGB和红外传感器的深度相机,确保光束对准光伏接收器。光伏接收器边缘配备逆反射薄片,反射红外光勾勒轮廓,集成卷积神经网络进一步提高精度。实验表明,系统在光照充足和不足环境下均稳定运行,五米范围内实现高效稳定功率传输。宫本指出:“我们的自动无线输电系统提供稳定且用途广泛的无线电力传输方案,将在构建可持续物联网基础设施中发挥关键作用。”
更多信息: Mingzhi Zhao 等人,《面向物联网的自动自适应光无线电力传输:日夜双模式充电》,Optics Express (2025)。期刊信息: 《光学快报》















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