無人機(jī)終有一天將改變我們收發(fā)快遞，監(jiān)測農(nóng)作物和逮捕嫌犯的方式。但是人們暢談未來時，常常把無人機(jī)的硬傷避而不談——大多數(shù)無人機(jī)的續(xù)航只能維持十五分鐘，之后就必須有人為他們更換電池或者插上充電線。

目前身在西雅圖的華盛頓大學(xué)教授約書亞·史密斯想改變這種尷尬局面。今年五月，他創(chuàng)辦了一家名為“Wibotic”的公司，旨在讓無人機(jī)(與地面機(jī)器人)在充電時擺脫笨拙的電線與變壓器。一臺處于低電量狀態(tài)的機(jī)器人將自動到達(dá)充電站附近半米處。“LaserMotive”，另一家立足于西雅圖的公司，展現(xiàn)出了更大的野心。他們正在開發(fā)一套利用激光和光伏電池為仍在空中的無人機(jī)充電的系統(tǒng)。

無線供電的想法最早可追溯到一個世紀(jì)之前。1893 年，交流電之父尼古拉·特斯拉，就在芝加哥哥倫布紀(jì)念博覽會(世博會)的一個房間內(nèi)向人們演示了如何穿過一個房間使未連接導(dǎo)線的燈泡發(fā)光。而這與他宏大的野心相比僅僅是雕蟲小技而已。他聲稱相信能利用高塔與氣球?qū)㈦娔軅鬏數(shù)绞澜绺鞯?，甚至說服了摩根重新資助其項(xiàng)目。

可惜項(xiàng)目失敗了，正如大多數(shù)科學(xué)家們所預(yù)測的(特斯拉是一個杰出的科學(xué)家，但也是個愛出風(fēng)頭的家伙)。更多務(wù)實(shí)的遠(yuǎn)程供電研究現(xiàn)在再次引起人們的注意。作為先驅(qū)，特斯拉的技術(shù)現(xiàn)如今被用于手機(jī)的無線充電，而研究人員也正準(zhǔn)備將其應(yīng)用在電器用具，軍事裝備(如 HUD)和醫(yī)療器材上(如人工心臟)。一家名為 HIS 的市場調(diào)研公司預(yù)計(jì)，現(xiàn)在的無線供電機(jī)器的市場規(guī)模將從現(xiàn)在的每年 5 億美元在下個十年里增長30 倍。

標(biāo)準(zhǔn)問題

除了激光技術(shù)，大多數(shù)無線充電產(chǎn)品都是基于電磁感應(yīng)原理制成，即讓交流電經(jīng)過線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)有另一線圈接收磁場并轉(zhuǎn)化為電能。如果接收線圈與發(fā)送線圈相對且相互緊靠，大多數(shù)電力能被接收方吸收。，如果將兩者分開數(shù)毫米或沒有對準(zhǔn)，充電效率將大幅降低。

像這樣的電感耦合系統(tǒng)在電動牙刷上得到了非常好的應(yīng)用。但想通過一個簡單的充電站讓無人機(jī)飛在其上空充電則是非常不切實(shí)際的。Wibotic 給出的解決方案是在簡單的收發(fā)線圈中加入調(diào)諧電路。當(dāng)這些電路被調(diào)諧到相同的諧振頻率，它們能更有效的交換能量。這使得無線傳輸?shù)姆秶鷶U(kuò)大到線圈的直徑甚至更遠(yuǎn)。除了被用于無人機(jī)，這種工作方式的充電器可制造成碗型，以應(yīng)用在智能手表上，或者干脆集成在桌面上。

像感應(yīng)本身，諧振感應(yīng)并不是一個新的想法(特斯拉在維多利亞時代就展示了如何使用它)，但這些進(jìn)行了針對性的優(yōu)化。現(xiàn)代諧振電路能在飛行時改變它們的電特性。因此，Wibotic 承諾他們的設(shè)備能應(yīng)付不穩(wěn)定的無人機(jī)及在大風(fēng)天氣使用。無線充電允許設(shè)備具有防水防塵的特性。大型電子公司飛利浦演示了一個集成于柜臺內(nèi)的無線食物處理器。

為了能使無線充電名副其實(shí)，各個設(shè)備間需要通力合作。這意味著要有一個統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。不幸的是，早在 1890 年代，隨著交流電(由特斯拉推動)與直流電(由愛迪生推動)之間的競爭，無線充電標(biāo)準(zhǔn)分裂為三個。

首先，是由超過 200 家科技公司組成的無線充電聯(lián)盟指定的 Qi 標(biāo)準(zhǔn)。它的工作電壓大約 5 瓦，一個最適合手機(jī)充電用的功率。其次是 PMA (Power Matters Alliance)，Qi 標(biāo)準(zhǔn)的直接競爭對手。最后是 Rezence ，由 A4WP 設(shè)計(jì)，允許更高的功率。而在這個月初，PMA 與 A4MP 的合并使得局勢更加撲朔迷離。蘋果公司是個例外，它在 Apple Watch 上搭載的無線充電器不遵循以上任何標(biāo)準(zhǔn)。

通常來講，標(biāo)準(zhǔn)之爭的勝負(fù)不由技術(shù)優(yōu)劣決定，而在于誰能更快推出并搶占市場。這種情況下三位競爭者都有機(jī)會。Qi 是適應(yīng)于手機(jī)的無線充電標(biāo)準(zhǔn)，支持多于80 種型號的手機(jī)。Qi 也被一些宜家公司生產(chǎn)的平裝桌子及床頭燈所支持。

然而，在快餐市場卻是PMA 一家獨(dú)大。在美國符合其充電標(biāo)準(zhǔn)的餐廳包括麥當(dāng)勞與星巴克等數(shù)百家，這對于想在用餐時順便為手機(jī)充電的用戶購買其配件有巨大吸引力。甚至是還沒有實(shí)際應(yīng)用的 Rezence ，也在加速研發(fā)。世界上最大的硅芯片制造商英特爾，在下一代微處理器上將 Rezence 標(biāo)準(zhǔn)整合到電腦及平板上。

幸運(yùn)的是，對于消費(fèi)者來說，某些手機(jī)及配件已經(jīng)開始支持兩個或三個標(biāo)準(zhǔn)。一家無線充電配件廠商，A4WP聯(lián)盟的創(chuàng)始成員 WiTricity 總裁 Alex Gruzen 認(rèn)為，英特爾的加入將徹底扭轉(zhuǎn)局面，正如 2003 年英特爾的加入使 WiFi 贏得無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)一樣。

特立獨(dú)行的特斯拉

無線充電不會僅僅用于手持設(shè)備，電動汽車的興起成為無線充電的第二戰(zhàn)場。汽車廠商們盡量防止標(biāo)準(zhǔn)之爭再起。汽車工程師協(xié)會在與各廠商協(xié)商之后，將標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一為功率 20 千瓦及工作頻率 85 千赫茲。

第一輛符合這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的汽車將在 2017 至 2018 年推出。諷刺的是，特斯拉汽車并不在此標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。特斯拉公司總裁埃隆馬斯克對無線充電的興趣并不大。他認(rèn)為與他的「超級充電樁」相比，無線充電效率低下，功率不足。超級充電樁的功率為無線充電的六倍，并已部署數(shù)百座，遍布世界各地。

定點(diǎn)充電站，無論是有線無線，都不是人們追求的極限。高通公司，與戴勒姆汽車公司合作研發(fā)了 Halo 無線充電套件，希望將無線充電集成到道路上。這勢必將使電動汽車廠商們展開新的競爭。電動汽車的續(xù)航范圍內(nèi)必須要有數(shù)量合理的充電設(shè)施，而電池是整部汽車成本最高的組件，無線充電的普及意味著電池容量可以適當(dāng)減小進(jìn)而使成本下降。電動公交車已經(jīng)遍布意大利，韓國，英國與美國加州部分地區(qū)，而如今它們就是采取地下無線充電的方式。

如果方便快捷的無線充電器能使汽車廠商減少一半的電池，那電動汽車的售價將降低數(shù)千美元。這將對電動交通工具的市場有巨大的好處。尼古拉·特斯拉的跨洲際無線輸電計(jì)劃失敗了，但是他的騙局也許會在某種同樣戲劇化的層面上成功：讓全世界的道路交通工具無碳化。[!--empirenews.page--]