2011年,時任賓夕法尼亞大學古生物學專業高年級學生的梅雷迪思·佩裡拿起她的筆記型電腦充電器,她不禁想,這種笨重的電線是否有一天會過時。她開始研究將這個想法變成現實的方法。佩裡瞭解到,基於磁共振和電磁感應的無線電力發射器已經存在,但它們的範圍有限。它們的缺陷是平方反比定律,該定律指出電磁輻射的強度與距發射源的距離平方成反比。
然而,機械振動不會有這個問題。利用來自空氣的振動,使用壓電換能器將機械能轉化為電能,這似乎是一個更好的主意。因為聲音不過是振動的空氣粒子,理論上它應該能夠傳輸能量。而超聲波是安全、無聲且高能量的,將是完美的選擇。
當佩裡與她所在大學及其他地方的教授討論這個想法時,許多人告訴她,這永遠行不通——不可能從超聲波中提取足夠的電力來為電子裝置充電,而且如果她嘗試,她會遇到一系列電氣工程和聲學問題。“但我知道數學是正確的,”她說。“沒有人向我提供足夠的證據來證明這實際上是不可能的。”因此,佩裡創立了一家名為 uBeam 的公司來開發這項技術。uBeam 發射器目前處於原型階段,它充當定向揚聲器。它聚焦超聲波以建立一個能量熱點;連線到電子裝置的接收器接收該能量並將其轉換為電力。她的目標是在兩年內交付第一批產品。
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佩裡說,通用的無線充電系統將消除我們目前攜帶的大量不相容的電線和充電器,並使移動裝置能夠在不耗盡電池的情況下執行能源密集型任務。取消電線還可以為室內設計創造新的選擇,並減輕飛機、汽車、宇宙飛船或任何其他今天負載著沉重電纜的車輛的重量。“總的來說,無線充電將使我們在與物理世界的互動方面獲得自由,”佩裡說。“它使我們擺脫了牆壁的束縛。”
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