أخبار

لقد طور العلماء أحجرة الشحن اللاسلكييمكنه تشغيل أي كمبيوتر محمول أو جهاز لوحي أو هاتف محمول عبر الهواء دون الحاجة إلى مقابس أو كابلات.
وقال الفريق في جامعة طوكيو إن التقنية الجديدة تتضمن توليد مجالات مغناطيسية على مسافات أطول دون خلق مجالات كهربائية يمكن أن تكون ضارة لأي شخص أو للحيوانات في الغرفة.
وأوضح مؤلفو الدراسة أن النظام، الذي تم اختباره في غرفة ولكنه لا يزال في بداياته، يمكنه توفير ما يصل إلى 50 واط من الطاقة دون تجاوز المبادئ التوجيهية الحالية لتعرض الإنسان للمجالات المغناطيسية.
ويمكن استخدامه لشحن أي جهاز يحتوي على ملف بداخله، على غرار النظام الذي تستخدمه منصات الشحن اللاسلكية الحالية - ولكن بدون لوحة شحن.
وقال الفريق إنه بالإضافة إلى إزالة حزم كابلات الشحن من المكاتب، فقد يسمح ذلك بأتمتة المزيد من الأجهزة بالكامل دون الحاجة إلى منافذ أو مقابس أو كابلات.
وقال الفريق إن النظام الحالي يتضمن قطبًا مغناطيسيًا في وسط الغرفة للسماح للمجال المغناطيسي "بالوصول إلى كل زاوية"، ولكنه يعمل بدونه، والحل الوسط هو "نقطة ميتة" حيث لا يمكن الشحن اللاسلكي.
ولم يكشف الباحثون عن تكلفة هذه التكنولوجيا لأنها لا تزال في المراحل الأولى من التطوير و"على بعد سنوات" من إتاحتها للجمهور.
ومع ذلك، عندما يكون من الممكن تحديث مبنى قائم أو دمجه في مبنى جديد تمامًا، مع أو بدون عمود توصيل مركزي.
ستسمح هذه التقنية بشحن أي جهاز إلكتروني - مثل الهاتف أو المروحة أو حتى المصباح - دون الحاجة إلى كابلات، وكما رأينا في هذه الغرفة التي أنشأتها جامعة طوكيو، فإنها تثبت أنها تعمل. القطب الذي يعمل على زيادة مدى المجال المغناطيسي
يشتمل النظام على عمود في وسط الغرفة "لملء الفجوات التي لا تغطيها مكثفات الحائط"، لكن المؤلفين يقولون إنه سيظل يعمل بدون هذا العمود، كما هو موضح، ولكنه قد يؤدي إلى مكان ميت حيث لن يتم الشحن. عمل
يتم وضع المكثفات المجمعة، المصممة لفصل النظام الحراري، في تجويف الجدار لكل جدار حول الغرفة.
وهذا يقلل من المخاطر على البشر والحيوانات في الفضاء، حيث يمكن للحقول الكهربائية تسخين اللحوم البيولوجية.
يتم تركيب قطب موصل مركزي في الغرفة لتوليد مجال مغناطيسي دائري.
نظرًا لأن المجال المغناطيسي دائري بشكل افتراضي، فيمكنه ملء أي فجوات في الغرفة غير مغطاة بمكثفات الحائط.
تحتوي الأجهزة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة على ملفات بداخلها يمكن شحنها باستخدام المجالات المغناطيسية.
يمكن للنظام توفير 50 ​​واط من الطاقة دون أي خطر على الأشخاص أو الحيوانات في الغرفة.
وتشمل الاستخدامات الأخرى إصدارات أصغر من الأدوات الكهربائية الموجودة في صناديق الأدوات، أو الإصدارات الأكبر التي يمكن أن تسمح للمحطات بأكملها بالعمل بدون كابلات.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة ألانسون سامبل من جامعة ميشيغان: "إن هذا يعزز حقًا قوة عالم الحوسبة في كل مكان، حيث يمكنك وضع جهاز الكمبيوتر الخاص بك في أي مكان دون القلق بشأن الشحن أو التوصيل".
هناك أيضًا تطبيقات سريرية، وفقًا لما ذكره سامبل، الذي قال إن زراعة القلب تتطلب حاليًا سلكًا من المضخة للمرور عبر الجسم إلى المقبس.
وقال المؤلفون: "هذا يمكن أن يقضي على هذه الحالة"، مضيفين أنه سيقلل من خطر العدوى عن طريق إزالة الأسلاك بالكامل، "مما يقلل من خطر العدوى ويحسن نوعية حياة المريض".
أثبت الشحن اللاسلكي أنه مثير للجدل، حيث توصلت دراسة حديثة إلى أن نوع المغناطيس والملفات المستخدمة في بعض منتجات Apple يمكن أن يؤدي إلى إيقاف تشغيل أجهزة تنظيم ضربات القلب والأجهزة المماثلة.
وقال: "دراساتنا التي تستهدف رنين التجويف الساكن لا تستخدم المغناطيس الدائم، وبالتالي لا تشكل نفس المخاوف المتعلقة بالصحة والسلامة".
"بدلاً من ذلك، نستخدم مجالات مغناطيسية متذبذبة منخفضة التردد لنقل الكهرباء لاسلكيًا، ويتيح لنا شكل وبنية الرنانات التجويفية التحكم في هذه المجالات وتوجيهها.
"لقد شجعنا أن تحليلنا الأولي للسلامة أظهر أنه يمكن نقل الطاقة المفيدة بأمان وكفاءة. سنواصل استكشاف هذه التكنولوجيا وتطويرها لتلبية جميع معايير السلامة التنظيمية أو تجاوزها.
ولتوضيح النظام الجديد، قاموا بتركيب بنية تحتية فريدة للشحن اللاسلكي في "غرفة اختبار" مصنوعة من الألومنيوم مقاس 10 × 10 أقدام مخصصة لهذا الغرض.
ثم يستخدمونها لتشغيل الأضواء والمراوح والهواتف المحمولة، وسحب الكهرباء من أي مكان في الغرفة، بغض النظر عن مكان وضع الأثاث أو الأشخاص.
ويقول الباحثون إن النظام يمثل تحسنًا كبيرًا مقارنة بالمحاولات السابقة للشحن اللاسلكي، والتي استخدمت إشعاعات الميكروويف التي قد تكون ضارة أو تطلبت وضع الجهاز على لوحة شحن مخصصة.
وبدلاً من ذلك، يستخدم الأسطح الموصلة والأقطاب الكهربائية على جدران الغرفة لتوليد مجال مغناطيسي يمكن للأجهزة الاستفادة منه عندما تحتاج إلى الطاقة.
تستخدم الأجهزة المجالات المغناطيسية من خلال الملفات، والتي يمكن دمجها في الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة.
ويقول الباحثون إن النظام يمكن توسيع نطاقه بسهولة ليشمل هياكل أكبر، مثل المصانع أو المستودعات، مع الاستمرار في تلبية إرشادات سلامة التعرض للمجال الكهرومغناطيسي الحالية التي وضعتها لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC).
وقال تاكويا ساساتاني، الباحث في جامعة طوكيو والمؤلف المقابل للدراسة: "شيء من هذا القبيل هو الأسهل في التنفيذ في المباني الجديدة، ولكن أعتقد أن التعديلات التحديثية ممكنة أيضا".
"على سبيل المثال، تحتوي بعض المباني التجارية بالفعل على قضبان دعم معدنية، ومن الممكن رش سطح موصل على الجدران، وهو ما قد يكون مشابهًا لكيفية صنع الأسقف المزخرفة."
يوضح مؤلفو الدراسة أن النظام يمكنه توفير ما يصل إلى 50 واط من الطاقة دون تجاوز إرشادات لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) الخاصة بالتعرض البشري للمجالات المغناطيسية.
يوضح مؤلفو الدراسة أن النظام يمكنه توفير ما يصل إلى 50 واط من الطاقة دون تجاوز إرشادات لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) الخاصة بالتعرض البشري للمجالات المغناطيسية.
يصف المجال المغناطيسي كيفية توزيع القوة المغناطيسية في المنطقة المحيطة بالجسم المغناطيسي.
ويشمل تأثير المغناطيسية على الشحنات المتنقلة والتيارات والمواد المغناطيسية.
تنتج الأرض مجالها المغناطيسي الخاص، مما يساعد على حماية السطح من الإشعاع الشمسي الضار.
يقول سامبل إن مفتاح نجاح النظام هو إنشاء بنية رنانة يمكنها توفير مجال مغناطيسي بحجم الغرفة مع حصر المجالات الكهربائية الضارة التي يمكنها تسخين الأنسجة البيولوجية.
يستخدم الحل الذي توصل إليه الفريق جهازًا يسمى المكثف المجمع، والذي يناسب نموذج السعة المجمعة، حيث يتم تقليل النظام الحراري إلى كتل منفصلة.
إن فروق درجات الحرارة داخل كل كتلة لا تذكر وهي تستخدم بالفعل على نطاق واسع في بناء أنظمة التحكم في المناخ.
تقوم المكثفات الموضوعة في تجاويف الجدار بإنشاء مجال مغناطيسي يتردد صداه في الغرفة بينما يحبس المجال الكهربائي داخل المكثف نفسه.
ويتغلب هذا على قيود أنظمة الطاقة اللاسلكية السابقة، والتي كانت مقتصرة على توصيل كميات كبيرة من الطاقة لمسافات صغيرة لا تتجاوز بضعة ملليمترات، أو كميات صغيرة جدًا لمسافات طويلة، مما قد يكون ضارًا بالبشر.
كان على الفريق أيضًا أن يبتكر طريقة لضمان وصول المجال المغناطيسي إلى كل ركن من أركان الغرفة، والقضاء على أي "بقع ميتة" قد لا يتم شحنها.
تميل المجالات المغناطيسية إلى الانتشار في أنماط دائرية، مما يؤدي إلى إنشاء بقع ميتة في الغرف المربعة ومن الصعب محاذاتها بدقة مع الملفات الموجودة في الجهاز.
قال سامبل: "إن سحب الطاقة في الهواء باستخدام ملف يشبه إلى حد كبير اصطياد الفراشات بشبكة"، مضيفًا أن الحيلة تكمن في "جعل أكبر عدد ممكن من الفراشات تدور حول الغرفة في أكبر عدد ممكن من الاتجاهات".
من خلال وجود فراشات متعددة، أو في هذه الحالة، تفاعل مجالات مغناطيسية متعددة، بغض النظر عن مكان وجود الويب، أو الاتجاه الذي تشير إليه - ستصل إلى الهدف.
أحدهما يدور حول العمود المركزي للغرفة، بينما الآخر يدور في الزوايا، وينسج بين الجدران المجاورة.
يمكن استخدامه لشحن أي جهاز يحتوي على ملف بداخله، على غرار النظام الذي تستخدمه منصات الشحن اللاسلكية الحالية - ولكن بدون لوحة شحن
ولم يذكر الباحثون التكلفة التي قد تكلفها هذه التكنولوجيا، لأنها لا تزال في المراحل الأولى من التطوير، لكنها "ستستغرق سنوات" ويمكن تعديلها وتحديثها في المباني القائمة أو دمجها في المباني الجديدة تمامًا عندما تكون متاحة في منتصف العمر.
ووفقا لما ذكره سامبل، فإن هذا النهج يزيل النقاط الميتة، مما يسمح للأجهزة بسحب الطاقة من أي مكان في الفضاء.