西安电子科大突破:自适应无线传能让无人机边飞边充电
西安电子科大突破:自适应无线传能让无人机边飞边充电
近日,西安电子科技大学李龙教授团队在无线能量传输领域取得重大突破,研发出一种基于双频超表面的自适应无线传能技术。这项发表在《自然·通讯》上的研究成果,不仅能够实现对移动设备的实时能量传输,更有望解决无人机、智能机器人等设备的续航难题。
创新技术原理
该技术的核心在于构建了一个集无线传能、感知定位和通信于一体的智能系统。系统采用双频超表面设计,通过卷积神经网络(CNN)实现高精度近场定位,定位精度高达3mm。这种设计充分利用了数字编码超表面对电磁波的灵活调控特性,能够将无线能量精准聚焦到动态目标上。
核心优势
相比传统的无线充电技术,自适应无线传能技术具有显著优势:
动态追踪能力:传统无线充电要求设备静止且位置固定,而该技术能够实时追踪移动目标,实现动态环境下的稳定能量传输。
智能化调整:系统能够根据环境变化和设备需求,智能调整电磁波传输参数(如波束焦点、传输功率等),优化能量传输效率。
高集成度与低成本:通过超表面技术,实现了系统的高度集成,同时保持了较低的成本,有利于大规模应用。
广阔应用前景
这项技术最引人注目的应用之一是实现无人机的边飞边充电。目前,无人机续航时间有限,需要频繁降落充电,而自适应无线传能技术能够为飞行中的无人机提供持续的能量供应,大大延长其工作时间。
除了无人机,该技术在其他领域也有广泛的应用前景:
- 智能机器人:为移动机器人提供不间断电力,提高工作效率。
- 智能家居:实现各类传感器和设备的无电池供电,简化家庭能源管理。
- 可穿戴设备:为智能手表、健康监测设备等提供便捷的无线充电方案。
- 医疗设备:为植入式医疗设备提供安全可靠的无线能量供应。
未来展望
这项突破性研究不仅解决了移动设备的续航难题,更为6G物联网、信息超表面、智能无人机等前沿技术的发展提供了新的可能。随着技术的进一步成熟和应用,我们有望看到一个更加智能化、无线化的未来,各类设备将摆脱有线电源的束缚,实现真正的无线自由。
这项研究得到了国家自然科学基金委信息超材料基础科学中心和国家重点研发计划的支持,体现了我国在无线能量传输领域的前沿探索实力。随着技术的不断发展和完善,自适应无线传能技术必将为我们的生活带来更多便利和可能。