レーザーでスマホを充電？エンジニアによると、それほど怖くないらしい
アラン・ボイル著
ワシントン大学のエンジニアたちは、レーザー光線を使ってスマートフォンを充電できることを実証した。
おそらく、より深い疑問は、なぜか、ということでしょう。
レーザー充電が迅速かつ安全に実施できれば、携帯電話やタブレットからドローンやノートパソコンに至るまで、モバイル機器の自由化に向けた大きな一歩となるだろう。
このビームシステムは、ACMのインタラクティブ、モバイル、ウェアラブル、ユビキタス技術に関するオンライン論文で説明されています。このシステムは、14フィート（約4.3メートル）の距離から15平方インチ（約4.3メートル）の範囲に2ワットの安定した電力を供給でき、さらに改良を加えることで最大40フィート（約12メートル）の距離まで供給可能です。
「このビームは、スマートフォンをUSBポートに差し込むのと同じくらい速く充電できます」と、ワシントン大学電気工学博士課程の学生で共同筆頭著者のエリアス・バヤティ氏は本日のニュースリリースで述べた。「ただし、スマートフォンをUSBポートに差し込む代わりに、テーブルの上に置くだけです。」
ご想像のとおり、実際はそれほど単純ではありません。
バヤティ氏と彼の同僚たちは、3つの大きな疑問に答えなければなりませんでした。レーザーでモバイルデバイスの位置を検知するにはどうすればいいのか？目に見えない近赤外線レーザービームが、邪魔をする人に当たらないようにするにはどうすればいいのか？そして、充電中のデバイスが危険な温度まで加熱されるのをどうやって防ぐのか？
最初の課題に対処するため、研究者たちは実験用スマートフォンをプログラムし、高周波の音声チャープ音を発することで位置情報を知らせるようにした。このチャープ音は犬笛のように人間の耳には聞こえないが、レーザービーム発信器に取り付けられた小型マイクで拾えるほど強力である。
スマートフォンが充電希望面にあることをエミッターが感知すると、スマートフォンの背面に搭載された薄型電池に向けてレーザー システムのスイッチを入れ始めます。
しかし、レーザービームは1本だけではありません。チャージングビームは、無害な低出力のレーザービームに囲まれています。チャージングビームを発射するには、ガードビームがパワーセルの周囲に配置された対応する微小な反射鏡に遮られることなく照射される必要があります。
反射器がガードビームをエミッターに反射しない場合は、充電ビームは終了します。
論文の共著者で、ウィスコンシン大学ポール・G・アレン・コンピュータサイエンス・エンジニアリング学部准教授のシャム・ゴラコタ氏は、ガードビームと反射板が「迅速対応安全機構」の基礎を形成すると述べた。
「ガードビームは光速でエミッターに反射されるため、人間の最速の動きよりも速く作用します」と彼は説明した。「その結果、ガードビームが人の動きによって遮られた場合、エミッターはそれをほんの一瞬で検知し、シャッターを開いて人が接触する前にチャージングビームを遮断します。」
研究者たちは、スマートフォンの背面に薄いアルミニウムストリップを取り付け、電池セルを囲むことで過熱の問題に対処しました。このストリップはヒートシンクとして機能し、充電ビームからの余分な熱を放散します。ストリップの上に熱電発電機を取り付けることで、その熱の一部を電気に変換することも可能です。
「これらの機能により、私たちのワイヤレス充電システムは、さまざまな商業施設や家庭の環境に適用するために必要な強力な安全基準を備えています」と、ワシントン大学の物理学および電気工学の教授で共同執筆者のアルカ・マジュムダールは述べています。
この技術が市場に投入される準備が整った暁には、研究者たちは助言を求めて遠くまで出向く必要はなくなるかもしれない。ゴラコタ氏は、超低消費電力無線接続システムを開発するスタートアップ企業、Jeeva Wirelessの共同創業者だ。昨年、Jeevaはシードラウンドで120万ドルを調達した。
「レーザーを使用して部屋全体でスマートフォンを充電する」の著者には、Gollakota、Majumdar、Bayati に加えて、共同筆頭著者の Vikram Iyer と Rajalakshmi Nandakumar が含まれています。
