No dia 21, o site de notícias de tecnologia Golem publicou um artigo relatando que uma equipe do Instituto de Ciência de Tóquio alcançou um avanço tecnológico, convertendo com sucesso, pela primeira vez, a energia da luz LED em energia elétrica, possibilitando o fornecimento de energia sem fio, sem baterias ou cabos.
Segundo o relatório, essa tecnologia pertence ao campo da Transmissão Óptica de Energia Sem Fio (OWPT). Seu princípio básico é converter energia elétrica em energia luminosa para transmissão, e então um receptor fotovoltaico converte a energia luminosa de volta em energia elétrica. Diferentemente das soluções anteriores baseadas em laser, essa nova tecnologia utiliza LEDs de alta potência, oferecendo um caminho mais promissor para alimentar dispositivos em ambientes internos.
As principais vantagens dessa tecnologia residem em sua alta segurança e baixo custo. Em ambientes internos com alta densidade de dispositivos IoT, os sistemas de transmissão de energia sem fio devem obedecer a normas de segurança rigorosas para evitar danos aos olhos e à pele.
As soluções a laser tradicionais, devido à sua alta densidade de energia, não conseguem atender a esses requisitos, enquanto a tecnologia baseada em LED é inerentemente mais segura. A equipe de pesquisa destaca que essa característica a torna ideal para a construção de infraestrutura sustentável para dispositivos IoT em ambientes internos e permite o fornecimento simultâneo e ininterrupto de energia a múltiplos alvos usando reconhecimento de imagem por IA.
Para superar a perda de energia e as flutuações de desempenho sob diferentes condições de iluminação durante a transmissão de energia sem fio de LED a longa distância, a equipe de pesquisa desenvolveu um sistema adaptativo de modo duplo capaz de se adaptar automaticamente a ambientes internos claros e escuros.
A chave deste sistema reside em um sistema de óptica adaptativa composto por uma lente líquida ajustável e uma lente de imagem. Este sistema ajusta automaticamente o tamanho do feixe com base na distância e no tamanho do receptor, garantindo uma eficiência ideal na transmissão de energia.
Para um posicionamento preciso do feixe, o sistema integra uma câmera de profundidade e um refletor ajustável controlado por um motor de passo. O sensor RGB da câmera de profundidade identifica a localização do receptor fotovoltaico, enquanto o sensor infravermelho localiza o ponto de iluminação do feixe.
Além disso, os pesquisadores fixaram uma película retrorrefletiva na borda do receptor, refletindo a luz infravermelha da câmera de profundidade. Isso permite a visualização nítida do contorno do receptor mesmo na escuridão total, garantindo o funcionamento estável do sistema 24 horas por dia.
A equipe de pesquisa também introduziu uma rede neural convolucional (CNN) baseada no algoritmo SSD, melhorando significativamente a precisão do reconhecimento de alvos. No experimento, o sistema demonstrou operação perfeita tanto em ambientes claros quanto escuros, alcançando com sucesso uma transferência de energia eficiente e estável a uma distância de até 5 metros. De acordo com o relatório de pesquisa, o chip de LED usado no sistema tem um fluxo radiante de 1,53 watts.