1月29日,雷布斯在微博上正式发布自研隔空充电技术,可实现单设备5瓦远距离充电。
雷军表示,隔空充电通过小米自研隔空充电桩实现,内置5个相位干涉天线,可对手机进行毫秒级空间定位,精准探测手机位置,144个天线构成的相位控制阵列,通过波束成形将毫米波定向发射给手机,手机通过微型信标天线接收,可实现数米内5瓦远距离充电。虽然是“祖传的5V-1A”,但毕竟是已经实现的落地方案。雷军称小米自研隔空充电技术下一步将为智能手表、手环等穿戴设备隔空充电。未来客厅,包括音箱、台灯等小型智能家居产品,都可以实现无线供电设计,摆脱电线束缚,真正实现客厅无线化。这不禁让人想到大刘所著《三体》中,当罗辑从冬眠中苏醒过来后,与护士对话的片段:
接下来的第二个发现则令罗辑十分震惊,虽然事情仍然很平淡。护士指着那个牛奶杯告诉罗辑,这是特别为他们准备的加热杯,这时的人们普遍不喝热饮,连咖啡都是凉的,如果喝凉牛奶不习惯,可以加热,只需要把杯子底部的一个滑动钮推到想要的温度上即可。喝完牛奶后,罗辑仔细打量着杯子,它看上去是一个很普通的玻璃杯,只有一指厚的底部不透明,显然加热的热源就在那里。可是罗辑反复察看,除了那个滑动开关外没有任何东西,他使劲拧杯子底,但底部与杯子是一体化的。
“不要乱动这里的用品,你们还不了解,会有危险的。”护士看到罗辑的举动后说。
“我想知道它从哪儿充电。”
“充...电?”护士生涩地重复着这个她显然第一次听到的词。
“就:是Charge、Recharge。”罗辑提示说,护士仍然迷惑地摇摇头。
“不是充电式的...那里面的电池用完了怎么办呢?”
“电池?”
“就是Battery 呀,你们现在没有电池了吗?”看到护士又摇头,罗辑说,“那这杯子里的电从哪儿来?”
“电?到处都有电啊。”护士很不以为然地说。
“杯子里的电用不完?”
“用不完。”护士点点头说。
“永远用不完?”
“永远用不完,电怎么会用完呢。”
护士走后,罗辑仍捧着那个杯子不放。他没注意熊文的嘲笑,只觉得心潮澎湃,知道自己其实是捧着一个人类千古梦想的圣物——捧着的是永动机。如果人类真的得到了无尽的能量,那他们几乎可以得到一切了,现在他相信了美丽护士的话:事情可能真的没那么严重。
雷布斯在微博中提到了小米自研的这一整套系统包括17件专利,但经过笔者仔细检索后暂未发现小米最近公开专利中涉及到隔空充电的相关内容,可能是处于申请阶段暂未公开进入实审的缘故。不过从专利检索的结果来看,其实“隔空充电”倒不是件新鲜事儿。在检索过程中,一向作为智能终端设计风向标的老大哥苹果自然少不了参与其中。其实早在2010年,苹果就申请了专利名称为“本地计算环境中的无线功率利用”的发明专利(US9086864B2)。而从专利给出的示意图(如上图)和说明书解释来看,苹果的隔空充电是通过“近场磁共振”技术建立起一个有效范围 1 米的充电区域,而该无线充电技术可为桌面或移动等几乎各种设备充电,如 iPhone和 iMac。而后,苹果围绕该充电技术在五大专利局和WO布局了29项同族专利,形成了系统性的专利网状布局。经过进一步专利检索,发现华为公司早在2019年9月16日也提交过一项名为“一种具有保护功能的远距离激光自动充电系统”(申请号:CN201910869254.X)的发明专利申请,通过共同申请人可以看出,是华为技术有限公司和南京航空航天大学共同研发的技术。这篇专利的主要技术思路是,通过对接收端光电池周围布局角锥棱镜并在发射端布局小尺寸硅光电池实现了激光系统的保护功能,解决了特定频率光传感器检测特定频率光源对准难度大、结构复杂的技术问题。根据专利文献的详细介绍,华为提出的激光无线手机充电系统如上图所示,主要由两部分组成:激光发射端和激光接收端。其中发射端包括激光器、双目摄像机、可编程转台、硅光电池组、快门、控制器,而激光接收端包括光电池、808nmLED、微控制器、角锥棱镜、DC-DC变换器、手机电池等组件。同时,为了确保高功率激光充电的安全性,该发明专利提出了一种新的解决方案,即利用光传播速度快的特性,直接在激光发射端测量来自接收端的反射光,在接收端和发射端分别对称放置四个角锥棱镜和硅光电池,并基于此来测量其反射。正常充电情况下,四个硅光电池接收到反射光,产生电流,经放大器进行放大后分别输入比较器与阈值进行比较,最后比较结果经阈值判断维持快门打开。而一旦光路被遮挡,经由角锥棱镜反射回硅光电池的光减少,四个硅光电池输出电流均减小,放大比较后快速切断光路,同时将TTL信号反馈给控制器,关闭激光器。在10m距离处进行光学反射的往返时间仅为60ns,硅光电池的响应速度也在ns量级,同时控制器还接收来自手机的功率信息和来自保护系统的信号,控制激光器驱动电源的输出功率及开通关断,从而进一步提高了激光充电的安全性。不过根据公开渠道查到的消息,华为技术人员当时在接受采访时,指出目前尚未敲定充电功率、充电时间等。华为预计还需要至少两到三年的时间才能看到激光无线充电技术投入商用。因此在2020年初专利公开时,华为认为这一技术实现目前还处于实验室阶段。其实华为所提出的激光充电在国外也早有先例。早在2016年,俄罗斯一家名叫“能源”的火箭航天公司做了一项特别的实验,它们利用激光为1.5公里以外的手机充电1小时。而在2018年的时候,国外研究人员又推出了“激光室内无线充电”。通过红外光谱的激光射向配备“能量电池”的电子设备进行充电。并且这套系统的有效充电距离约为4.3米,能够向97平方厘米的接收终端传输2W的电力。而国内厂商中,OPPO此前也发布过无线充电的概念视频,从视频画面来看,其充电原理是通过隐形激光实时定位用户的手机,同时发出动态光束,通过纳米级光感侧边传导至电池。如果手机不动,将会被锁定,功率将会逐渐提升,实现更快的充电。一旦通路中断,则会重新扫描。同时,配合反射装置,手机在哪,电力就跟到哪,隔空充电,无线却永远在线。除了激光充电方案外,早在2017年专注于超声波无线充电的科技公司uBeam(现更名SonicEnergy)首次展示了自家的无线充电技术,声称已开发出一种能将超声波转换成电能的技术。其发电原理是uBeam设备发出超声波,带动一个“压电式换能器”中“压电晶体”的震动,产生电流。在15英尺(约4.5米)以内,都可以为手机等设备供电。不过,这项技术也有局限,例如从发射机到接收机需呈直线型放置,若发射机检测到墙壁、窗户或人体,充电则会立即停止。而摩托罗拉赶在小米官宣前一天,也发布了自家的隔空充电技术,远大于当前以Qi技术为主的接触式充电。摩托罗拉的这项充电技术可使手机不用接触充电板,即可实现真正的无线快充,并且实现了可以多台手机同时充电。不过通过测试画面可以看到,当用手挡住充电发射器后,两部手机便停止了充电。而从小米发布的演示视频可以看出,小米本次采用的隔空充电技术不受异物遮挡影响。官方表示不需要将手机摆放在固定位置,在手中玩、放在裤兜都能远距离无线充电。因此,虽然被人调侃只是“祖传5V1A”,但其实同样令人振奋,毕竟5W的充电功率实质上已经能够满足一些小型物联网设备和智能穿戴设备的功率需求了。虽然仅从演示视频暂时无法准确得知小米所采用的技术方案,但随着各家厂商竞相研发出各式各样的隔空充电黑科技,以及后续各家专利技术的陆续公开,相信可以逐步看到更为详细的技术方案,届时可再对各家的专利技术以及专利布局策略展开深入的分析。至少从当前来看,隔空充电技术将会迎来百花齐放的竞争格局。技术就是坚持不懈的探索以及对未来可能性的挖掘,而我们作为终端消费者终将感受技术进步带来的便捷体验。(来源:雷军微博)
作者简介:杨阳,集慧智佳双证咨询师,热爱电影与美剧,紧跟科技互联网与知识产权最新动态。
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