Il 21, Golem, un sito web di notizie tecnologiche, ha pubblicato un post sul blog in cui si segnala che un team del Tokyo Institute of Science ha raggiunto una svolta tecnologica, convertendo per la prima volta con successo l'energia luminosa dei LED in energia elettrica e realizzando un'alimentazione elettrica wireless senza batterie o cavi.
Secondo il rapporto, questa tecnologia appartiene al campo della trasmissione ottica di potenza senza fili (OWPT). Il suo principio di base è convertire l'energia elettrica in energia luminosa per la trasmissione, e poi un ricevitore fotovoltaico converte l'energia luminosa in energia elettrica. A differenza delle precedenti soluzioni basate su laser, questa nuova tecnologia utilizza LED ad alta potenza, offrendo una soluzione più promettente per l'alimentazione di dispositivi interni.
I principali vantaggi di questa tecnologia risiedono nell'elevata sicurezza e nel basso costo. Negli ambienti interni con un'elevata densità di dispositivi IoT, i sistemi di trasmissione di energia wireless devono rispettare rigorose norme di sicurezza per evitare danni agli occhi e alla pelle.
Le soluzioni laser tradizionali, a causa della loro elevata densità energetica, non possono soddisfare questi requisiti, mentre la tecnologia basata su LED è intrinsecamente più sicura. Il team di ricerca sottolinea che questa caratteristica la rende ideale per la realizzazione di infrastrutture sostenibili per dispositivi IoT indoor e consente l'alimentazione simultanea e ininterrotta di più target utilizzando il riconoscimento delle immagini tramite intelligenza artificiale.
Per superare la perdita di energia e le fluttuazioni delle prestazioni in condizioni di illuminazione variabili durante la trasmissione di potenza wireless a LED a lunga distanza, il team di ricerca ha sviluppato un sistema adattivo a doppia modalità in grado di adattarsi automaticamente sia agli ambienti interni luminosi che a quelli bui.
La chiave di questo sistema risiede in un sistema di ottica adattiva composto da una lente liquida sintonizzabile e una lente di imaging. Questo sistema regola automaticamente la dimensione del fascio in base alla distanza e alle dimensioni del ricevitore, garantendo un'efficienza di trasmissione energetica ottimale.
Per un posizionamento preciso del fascio, il sistema integra una telecamera di profondità e un riflettore regolabile controllato da un motore passo-passo. Il sensore RGB nella telecamera di profondità identifica la posizione del ricevitore fotovoltaico, mentre il sensore a infrarossi individua il punto di illuminazione del fascio.
Inoltre, i ricercatori hanno applicato una pellicola retroriflettente al bordo del ricevitore, riflettendo la luce infrarossa della telecamera di profondità. Ciò consente di delineare chiaramente il contorno del ricevitore anche in condizioni di completa oscurità, garantendo il funzionamento stabile del sistema 24 ore su 24.
Il team di ricerca ha inoltre introdotto una rete neurale convoluzionale (CNN) basata sull'algoritmo SSD, migliorando significativamente l'accuratezza del riconoscimento del bersaglio. Nell'esperimento, il sistema ha dimostrato un funzionamento fluido sia in ambienti luminosi che bui, ottenendo con successo un trasferimento di energia efficiente e stabile su una distanza fino a 5 metri. Secondo il rapporto di ricerca, il chip LED utilizzato nel sistema ha un flusso radiante di 1,53 watt.