Ditt vardagsrum kan bli en laddstation: det är så

Att ladda våra elektroniska enheter kan vara ont. Det verkar som att vi med några timmar behöver ansluta en av våra elektroniska enheter.

Laddningsenheter är också ganska mycket synonymt med kablar. Dessa kan ärligt komma i vägen ibland. Att komma ihåg att faktiskt ladda enheter kan också vara ett besvär. Jag är säker på att du har upplevt att du vill använda en viss enhet förr bara för att inse att den inte är laddad. Nåväl, ett alternativ är trådlös laddning.

Jag menar att vi alla har sett olika versioner av en trådlös laddningstextur / matta, eller hur? De fungerar bra och eliminerar att du måste ansluta din enhet för att ladda utan en kabel i vägen.

Men denna typ av laddningsstation kräver att du i princip placerar din elektroniska enhet direkt ovanpå den. Även om det finns powermats tillgängliga som kan ladda flera enheter samtidigt, är de fortfarande något begränsade.

Med tanke på dessa begränsningar, vad skulle du säga om jag sa till dig att tekniken finns för att låta dig ladda flera enheter på avstånd, hemma i ditt vardagsrum? Tro det eller inte, detta är möjligt.

Konceptet har nyligen visats genom beräkningar av ett team från Duke University, University of Washington och Intellectual Ventures 'Invention Science Fund (ISF). Det stöds också av tidigare experimentella bevis.

Kraftöverföring över större avstånd

En enhet som inte är större än en platt-TV kan kontinuerligt ladda flera enheter i ett av rummen i ditt hus.

Teamets föreslagna lösning fungerar genom att fokusera mikrovågsenergi på en mottagare som omvandlar denna form av elektromagnetisk energi till elektricitet.

Om mottagaren emellertid är för långt borta, kommer den fångade strömmen att vara för låg. Om den placeras tillräckligt nära i ett område som kallas Fresnel-zonen är den mottagna kraften tillräckligt hög för att vara användbar.

För att detta system ska fungera måste energin från mikrovågorna fokuseras på en mottagare. För att göra detta föreslog teamet metamaterial för att göra jobbet.

Metamaterial är små elektriska celler som kan användas för att manipulera elektromagnetiska vågor.

De beräknade att en platt metamaterialenhet på storleken på en platt-TV skulle kunna användas för att fokusera mikrovågorna. De beräknade också att vågen kunde fokuseras på en plats som storleken på en mobiltelefon.

Detta kan uppnås upp till 10 meter bort och det föreslagna systemet kan driva mer än en enhet åt gången.

Det finns andra metoder för att fokusera vågorna med hjälp av komplexa antennsystem. De skulle emellertid vara ganska dyra att genomföra, därav de föreslagna metamaterialen.

Troligheten att använda metamaterial för att fokusera mikrovågor förstärks ytterligare av en tidigare demonstration av mikrovågsmanipulation.

För några år sedan skapade David Smith från Duke University-teamet och hans laboratorium en cloaking-enhet som böjde mikrovågor runt ett föremål. Denna enhet förlitade sig på metamaterial för att böja mikrovågorna.

Fördelar och utmaningar

Ett skyddssystem skulle behöva införas för att skydda människor och husdjur från mikrovågsstrålningen.

Med detta system kan flera enheter i ett enda rum som mobiltelefoner, datorutrustning, spelkontroller, trådlösa telefoner och annan elektronik laddas samtidigt utan användning av kablar.

Om ett sådant system implementerades, skulle en säkerhetsmekanism behöva införas för att avbryta överföringen när något kommer i vägen för mikrovågsignalen.

På grund av mikrovågsstrålningens höga överföringseffekt bör människor och husdjur skyddas från att utsättas.

För att detta skyddssystem ska fungera, måste varje enhet sända sin plats för att säkerställa laddning i första hand. Objektivfokuseringssystemet måste veta var man ska fokusera mikrovågsenergin trots allt. Enheter måste också ange när de får ström.

Om strömmen tas emot men då ett avbrott upptäcks, skulle det innebära att något blockerar överföringen. Strömmen ska då stängas av.

Dessutom skulle mjukvaran och kontrollerna för den nödvändiga metamaterialbaserade linsen behöva utformas på ett sådant sätt att strålarna fokuseras så effektivt som möjligt.

En billig energikälla för mikrovågsugn i mikrovågsugn måste också utvecklas för denna applikation. Detta är nödvändigt, eftersom befintliga lösningar som kan fungera för en sådan applikation är kostnadseffektiva.

Hoppas på framtiden

Även om det finns utmaningar med att faktiskt implementera ett sådant laddningssystem, finns tekniken för att göra ett sådant system redan. Teamets simuleringar har visat att det är troligt.

Tekniken behöver helt enkelt justeras så att detta system, om det implementeras, skulle kunna fungera så effektivt som möjligt.

Det skulle vara fantastiskt att se denna teknik i aktion. Det skulle betyda att du oroar dig mindre för att hålla enheter laddade så länge de är inom detta system.