东京科研团队开发自适应光无线供电系统 推动室内物联网发展
2025-11-17 10:21
来源:东京科学研究所
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日本东京科学中心的科研人员成功研制出一套基于双模发光二极管(LED)的自适应光无线电力传输系统。该光无线供电系统能够在不同光照环境下持续运行,结合人工智能图像识别技术,可为多个物联网设备提供稳定电力支持。所提出的光功率传输(OWPT)系统确保在黑暗和明亮环境下都能实现无缝功率传输,能够针对不同距离的多个目标进行传输,并且成本低廉、坚固耐用。

随着物联网应用扩展,传统供电方式如电池与电缆存在局限。光无线电力传输技术将电能转化为光能,通过空间传输后由光伏接收器转换回电能,为设备供电提供新路径。现有光无线供电研究多采用激光方案,但需考虑人眼与皮肤安全限制。LED光无线供电方案具有安全性高、控制便捷及成本优势,但以往系统在远距离传输与环境光变化时存在效能波动。

东京科学研究所未来跨学科实验室宫本智之教授与赵明志博士领导团队,开发出新型自适应光无线供电系统。宫本教授表示:“我们设计的双模自适应系统可自动适应室内明暗环境,安全高效地为多个物联网设备供电。”该成果于2025年10月24日发表于《Optics Express》。

该系统通过双层透镜结构调节光斑尺寸,降低远距离传输损耗。可调反射器与深度相机协同工作,利用RGB与红外传感器精确定位光伏接收器,实现光束精准对准。接收器边缘加装逆反射薄片,增强在明暗条件下的轮廓识别。结合单次多框检测器算法,系统可快速识别不同尺寸与距离的多个接收目标。

实验显示,该光无线供电系统在五米范围内实现稳定电力传输,可在明亮与昏暗环境中无缝切换供电目标。该系统为智能工厂、家庭及室内场景的物联网设备,提供了安全、动态的无线供电新方案。

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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