未来即将到来！汽车无线充电技术取得重大突破，无人机能飞到报废
整整130年前 ， 尼古拉·特斯拉首次提出了无线充电的设想 ， 但却并没有成功 。 如今 ， 他的这个梦想 ， 终于被后人实现了 。
无线充电技术已经越来越多地出现在了我们的视野里 ， 很多人已经用上了无线充电手机 ， 享受了无线充电的方便 。
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不过 ， 就在我们刚刚给手机充电的时候 ， 科学家们已经开始研究怎么给汽车甚至是飞机充电了 。
想一想 ， 如果你的电动车从此以后可以一边驾驶一边充电 ， 再也不用担心开到半路电量耗尽的尴尬；工厂里的机器人可以持续工作 ， 不需要排队等待充电桩；无人机可以一直在天上飞 ， 甚至飞到报废才落地……
你可能以为这是科幻电影里的情节 ， 或者觉得人类还需要很久才能实现这个想法 。 但事实是 ， 这个功能正在一点点走出实验室 ， 也许用不了多少年 ， 就会走进民用领域 。
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（图片说明：范汕洄）
"这是我们向更实用、更高效的无线充电系统踏出的重要一步 ， 即使汽车和机器人正在高速移动 ， 我们也能实现无线充电 。 "斯坦福大学电气工程师范汕洄（中国科学技术大学少年班学院8800校友）说 。 早在2017年的时候 ， 他就提出了这一设想 ， 并且将自己的科研成果发表在《自然》期刊上 。 3年过去了 ， 这项技术真的得到了长足的发展 ， 上面的那些画面很快将不再是梦想 。
范汕洄介绍：“想要给汽车充电 ， 我们就需要更高的功率 。 不过 ， 我认为这不是问题 ， 在给机器人充电方面 ， 我们已经完全达到了现实中使用的范围 。 ”
给汽车或者机器人充电 ， 表面上看起来和给手机充电差不多 ， 只不过需要的功率更高 。 但实际上 ， 其中难度也有着巨大的差别 。
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【未来即将到来！汽车无线充电技术取得重大突破，无人机能飞到报废】要了解这一点 ， 就要先明白无线充电的原理 。 和普通的发电原理一样 ， 无线充电利用的也是以磁生电为基础 ， 并且加入了磁共振耦合原理 。 只不过因为没有导线的传递 ， 需要通过磁场的振荡来实现 。 但是 ， 如果充电的对象移动起来 ， 这个频率就有可能被打乱 。 所以 ， 如果你给你的手机充电 ， 它就得安安稳稳地放在那里 。 可想而知 ， 如果汽车甚至是无人机开动起来 ， 对于充电的干扰将会更加巨大 。
2017年的时候 ， 斯坦福大学的科学家们就提出了解决方案：利用放大器和反馈电阻器 ， 实现充电器跟随充电设备位置改变而自动调节的目的 。 这就相当于你跑步的时候 ， 口袋里的手机和钥匙会让你感觉很坠 ， 但是如果你用手拿着 ， 就没有这个感觉了 。 不过 ， 在当时 ， 该系统的传输功率仅有10% ， 所以效果很不理想 。
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（图片说明：高速公路上的无线充电专用道）
不过 ， 经过3年的努力 ， 他们大幅提高了这个数字 ， 无线传输效率达到了92% 。 这个数字已经相当可观 ， 虽然还没有达到100% ， 但基本上已经可用了 。
那么 ， 这一次的突破究竟来自于哪里呢？
原来 ， 他们在这3年的时间里开发了一种叫做“开关模式”的解决方案 ， 利用复杂的电磁学原理 ， 更精确地实现了无线传输技术 。 通过这个技术 ， 人们可以在65厘米的范围内实现10W的传输功率 。 虽然这个数字还没有达到理想状态 ， 但是研究人员表示 ， 没有理由怀疑他们会继续在短时间内取得更大的突破 。
那么 ， 如果这项技术未来真的成熟了 ， 人们该如何为自己飞驰的汽车充电呢？
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研究人员表示：这种充电设备可以铺设在路面上 ， 这样就可以提供数百千瓦的功率 ， 也就是电动车充电所需的功率 ， 这也就是所谓的超级公路 。 路面充电器的能量来源可以是发电厂 ， 当然未来也有可能是来自于太阳能 。 所以 ， 关键问题在于汽车可以以多快的速度接收电能 。
另外 ， 这项技术也可以利用在机器人领域 。 比如你家的扫地机器人 ， 一边扫地一边充电 。 当然了 ， 更重要的应用还是传统意义上的机器人 。 同样的 ， 通过地面铺设的充电系统 ， 机器人可以自动充电 ， 从此拥有无限的续航能力 。
更先进一点的 ， 那就是无人机技术了 。 这就不能是地面了 ， 而是屋顶 。 当无人机飞在空中 ， 电量不足的时候 ， 它可以来一个俯冲 ， 掠过某些具有充电设备的屋顶 ， 就能实现迅速充电 ， 延长续航时间 。
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当然 ， 对于现在的人类来说 ， 这个技术可能还有点遥远 。 但是 ， 远和近是一个问题 ， 有和无是另一个问题 。 虽然难度比较大 ， 但是我们目前已经找到了一条路、一个方法 ， 接下来的问题就是把一些困难解决掉 。 另外 ， 除了技术上的难度之外 ， 成本也是一个不得不考虑的问题 ， 如此大面积的铺设 ， 需要耗费大量的成本 ， 如何降低这笔费用 ， 也是研究人员们下一步需要考虑的 。
而涉及电子设备 ， 很多人就会首先担心电磁辐射的问题 。 不过 ， 范汕洄表示：这些技术目前来看不会对人体健康造成任何伤害 ， 因为它们的频率都在安全范围内 ， 所以大家完全不必担心 。
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实际上 ， 无线充电的技术 ， 早在一百多年前就提出了 ， 提出者正是著名的电气工程师尼古拉·特斯拉 。 特斯拉的想法虽然具有可行性 ， 但是财力和社会现状都不允许 ， 所以并没有成功 。 2007年6月7日 ， 《科学》杂志上发表了麻省理工学院一支科研团队的成果 ， 他们成功实现了无线充电 。 2017年 ， 无线充电手机开始出售 ， 具体品牌你们懂得 。
到如今 ， 无线充电技术所能提供的功率越来越高 ， 充电范围也越来越远 ， 难度也越来越大 。 如今这项新技术不仅仅会应用在汽车、无人机、机器人等领域 ， 也可以给我们的移动设备提供便利 。 所有的科技 ， 最终都是为人服务 ， 而且是为每一个人服务 。
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不知道大家如何 ， 我本人还是很庆幸自己生在这样一个年代的 ， 既不是现代科学建立以前人类对自然束手无策的时代 ， 也不是科技太过发达而错过它逐渐发展的美好时期 。 我们见证着人类科技的发展 ， 享受着科技更新迭代带来的生活剧变 ， 没有错过科技发展路上的每一处风景 ， 又可以大胆地设想更美好的未来 。
这样的时代 ， 刚刚好 。
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