Energia via feixe de luz: O sistema japonês oferece um alcance de 16 pés com LEDs infravermelhos

Uma equipe de pesquisa do Instituto de Ciências de Tóquio apresentou um novo sistema que fornece energia a pequenos dispositivos usando um feixe de luz LED focalizado, permitindo a transmissão de energia sem fio a distâncias de até 5 metros. A tecnologia é destinada principalmente a dispositivos IoT - sensores em rede usados em ambientes cotidianos ou industriais, como termostatos inteligentes ou detectores de movimento que trocam dados automaticamente. O estudo foi publicado em 3 de novembro na revista Optics Express.

O conceito é simples: um feixe de LED focado é direcionado para células fotovoltaicas, que convertem a luz em energia elétrica - uma possível solução para o desafio crescente de alimentar um número cada vez maior de dispositivos de IoT. À medida que esses dispositivos se proliferam, também aumentam os custos e o esforço associados à substituição e à manutenção da bateria. Embora a transmissão de energia óptica a distâncias de vários metros já exista, ela geralmente depende de feixes de laser, o que pode representar riscos à segurança. Em vez disso, a equipe de pesquisa liderada por Tomoyuki Miyamoto e Mingzhi Zhao escolheu LEDs infravermelhos de alta potência como uma alternativa mais segura.

alcance de 16 pés por meio de um foco de feixe estreito

No centro do sistema está um LED infravermelho, com foco preciso usando uma configuração de lente de dois estágios. Uma lente líquida ajusta dinamicamente o foco, enquanto uma lente fixa direciona o feixe para as células fotovoltaicas. De acordo com o estudo, o feixe de LED permanece preciso o suficiente para atingir de forma consistente pequenas células solares a distâncias superiores a 16 pés.

Também funciona com alvos móveis - mesmo no escuro

O sistema também foi projetado para alimentar dispositivos móveis. Para isso, ele combina uma configuração de espelho de dois eixos com uma câmera de profundidade. O Intel RealSense D435 detecta as pequenas células solares usando imagens padrão durante o dia e sinais retrorrefletores à noite. Um modelo de IA controla o sistema, garantindo que o feixe de luz seja automaticamente rastreado e focado por meio da lente líquida. De acordo com os pesquisadores, a configuração opera de forma confiável em todas as condições de iluminação - um requisito fundamental para sensores de IoT em ambientes industriais ou remotos.