日本東京科學研究所的科研團隊近日取得突破性進展,成功開發出一種利用光線為物聯網設備無線供電的創新系統。這項技術通過特殊設計的光學組件,實現了小型設備在無需電纜和電池情況下的持續能源供應,為物聯網設備的能源解決方案開辟了新路徑。
與傳統依賴激光的供電方案不同,該系統采用大功率LED作為光源,配合定制化光學設計,將紅外光精準投射至小型太陽能電池表面。研究團隊設計的自適應光學模塊包含兩片透鏡,其中一片為可動態調節焦距的液態透鏡,確保光斑在5米距離內仍能維持高能量密度。這種設計既避免了激光方案的安全隱患,又顯著提升了供電穩定性。
系統核心的追蹤裝置被研發團隊形象地稱為"機械眼",由兩個旋轉鏡面和Intel RealSense深度攝像頭組成。該裝置具備全天候工作能力:在光照充足時通過彩色圖像識別接收器位置,夜間則依靠接收器上安裝的微型反光鏡反射紅外圖案完成定位。這種雙模式設計使系統能夠適應復雜多變的環境條件。
控制系統的智能化程度令人矚目,其搭載的學習型圖像分析AI經過數千個真實場景訓練,能夠精準識別光伏面板的幾何特征。當接收器發生移動或環境光照驟變時,系統可在50毫秒內完成工作模式切換,確保供電過程不間斷。實驗數據顯示,該系統支持多塊太陽能電池同時充電,當前光學效率達56%,通過優化透鏡結構有望提升至80%以上。
這項技術為物聯網設備提供了理想的能源解決方案,特別適用于難以定期更換電池的監測設備或移動終端。研究團隊表示,隨著光學效率的進一步提升,未來該系統有望擴展至更廣泛的應用場景,為智能城市建設提供重要技術支撐。











