خب بچه‌ها، اگه از سیم و کابل و شارژرای پیچ‌خورده خوشتون نمیاد، خبر خوش دارم براتون! محققای ژاپنی یه روش جدید و خفن پیدا کردن که انتقال برق رو کاملاً بی‌سیم و با راندمان خیلی بالا انجام میده. یعنی داریم کم‌کم به اون رویای یه جامعه “همه‌چیز بی‌سیم” نزدیک میشیم.
حالا داستان از کجا شروع شد؟ سیستم‌هایی به اسم انتقال توان بی‌سیم (WPT) یا همون Wireless Power Transfer، قبلاً هم بودن؛ مثلاً وقتی گوشیت رو می‌ذاری روی یه پد وایرلس و خودش شارژ میشه یا حتی بعضی اجاق‌های پیشرفته که قابلمه رو بدون هیچ تماسی داغ می‌کنن. اما یه مشکل بزرگ داشتن: دائم خروجی‌شون نوسان می‌کرد چون عملکردشون وابسته به باره یا همون دستگاهیه که دارن براش برق می‌فرستن. بار یعنی مثلاً مقاومت یا مصرف دستگاه متصل، که توی گوشی هروقت باتری‌ش پر یا خالی‌تر میشه، این بار می‌تونه عوض شه. این تغییر بار باعث میشه ولتاژ بالا و پایین بره، گاهی آسیب بزنه یا سرعت شارژ هم بیاد پایین.
اما حالا ژاپنیا چی کار کردن؟ اومدن از هوش مصنوعی یا همون Artificial Intelligence (AI)، که یعنی ماشینی که خودش می‌تونه فکر کنه و یاد بگیره، استفاده کردن تا سیستمی بسازن که دیگه کاری به بار نداره! یعنی مهم نیست چی رو بهش بزنی؛ گوشی باشه، ماشین برقی باشه یا حتی یه چیزی عجیب‌تر، همیشه با ولتاژ ثابت و راندمان بالا برق رو منتقل می‌کنه. به این میگن سیستم load-independent (LI)، یعنی مستقل از بار.
چطوری این کار رو کردن؟ یه مدل مجازی ساختن و با کمک ماشین لرنینگ یا همون یادگیری ماشینی (Machine Learning: یعنی کامپیوتر خودش با آزمون و خطا راهِ درست رو پیدا می‌کنه)، شروع کردن سیستم رو براش شبیه‌سازی کردن. هوش مصنوعی هم مدام عملکرد مدار رو چک می‌کرد؛ مثلا چقدر برق به گرما هدر میره، سیگنال چقدر تمیزه و… بعد با کلی آزمون‌وخطا تنظیمات رو جوری درست کرد که کم‌ترین نوسان و بیشترین راندمان رو داشته باشه.
بر اساس نتایجشون، این نوسانات رو از ۱۸٪ توی سیستم‌های معمولی رسوندن به فقط ۵٪ و راندمان انتقال رو تا ۸۶/۷٪ بالا بردن! حالا در مقایسه، سیستم‌های سنتی بعضی موقع‌ها تا ۶۵٪ بیشتر راندمان ندارن. این خودش هم برای دستگاه کوچیک مثل هندزفری و گوشی مهمه، هم برای باتری‌های گنده‌تر توی وسایل سنگین مثل ماشین برقی که بارشون موقع شارژ هی تغییر می‌کنه.
یه نکته جالب: کل این سیستم با یه چیزی به اسم تشدید کار می‌کنه؛ Resonance یعنی مثلاً مثل رادیو که باید فرکانسش رو با ایستگاه تنظیم کنی تا صدا رو بگیری، اینا هم فرکانس فرستنده و گیرنده رو یکی می‌کنن تا انرژی با بیشترین قدرت منتقل شه. توی برق بی‌سیم هم وقتی این رزونانس رخ بده، گیرنده می‌تونه انرژی رو جمع کنه و استفاده کنه بدون اینکه بخواد سیم وصل باشه.
چیزی که جذاب‌ترش می‌کنه اینه که این روش نه تنها باعث کوچک‌تر شدن و ارزون‌تر شدن کل سیستم میشه، بلکه امیدوارن تا ۵ تا ۱۰ سال آینده این انتقال برق بی‌سیم بینمون مثل آب خوردن بشه، یعنی شما هر جا میری، فقط دستگاهتو بذاری و خودش بی‌دردسر شارژ شه!
جدا از شارژرهای بی‌سیم، این تکنولوژی می‌تونه کلی کاربرد دیگه هم داشته باشه. مثلاً لباس‌های هوشمند یا سنسورهایی که بدون نیاز به باتری یا جا زدن سیم، همیشه برق داشته باشن، یا حتی ماشینایی که وسط خیابون دارن حرکت می‌کنن و همزمان شارژ می‌شن.
استاد Hiroo Sekiya از دانشگاه چیبا که سرپرست تحقیق بوده گفته که این دستاورد یه قدم خیلی مهم به سمت یه جامعه کاملاً بی‌سیمه و به خاطر سادگی ساخت سیستم، هزینه و اندازه هم حسابی میاد پایین. هدفشون اینه که این انتقال برق بی‌سیم طی ۵ تا ۱۰ سال آینده کاملاً معمولی بشه.
این کار همچنین نشون میده چقدر هوش مصنوعی می‌تونه طراحی مدارهای الکتریکی رو متحول کنه؛ یعنی داریم میریم به سمت عصری که مدارها و وسایل الکترونیکی رو دیگه خود آرتیفیشال اینتلیجنس (AI) به طور خودکار بهینه می‌کنه، بدون اینکه نیاز باشه آدم مداوم دستی تنظیمشون کنه.
در کل، اگه قبل فکر می‌کردیم تکنولوژی بی‌سیم فقط رویا است، الان دیگه داره به واقعیت خیلی نزدیک میشه – اونم با کمک هوش مصنوعی!
منبع: +
