Katie Hallin ihanteellisessa kodissa ei ole pistorasioita, mutta hänen suunnittelemansa rakenne varustetaan samoilla laitteilla, joita löytyy melkein kaikista nykyaikaisista asunnoista. Ainoa ero? Elektroniikka - kuten laajakuvatelevisiot, jääkaapit, tietokoneet ja valot - saavat virtaa energiasta, joka välittyy langattomasti seinien sisäpuolelta.
Se on tulevaisuuden visio, jota ei ole niin kaukana kuin näyttää, varsinkin kun huomaat, että perusta tekniikka on jo olemassa. Juuri 1900-luvun vaihteen aikaan vaikutusvaltainen keksijä ja Thomas Edison-kilpailija Nikola Tesla yritti soveltaa vaihtovirta-töitään rakentaakseen tornin, joka heijastaa langatonta voimaa kaukaisiin kohteisiin, kuten asuntoihin ja yrityksiin.
Vaikka suunnitelmat rakenteesta hylättiin sen jälkeen, kun sijoittajat vetivät rahojen pistotulpan, WiTricity-niminen startup, jossa Hall palvelee kuten teknologiajohtaja, toivoo ekstrapoloivan tuon vision kehittämällä uuden tekniikan, jonka avulla voimme lopulta poistaa pistotulpat kokonaan.
Toistaiseksi yritys on käyttänyt innovatiivinen latauslevy tuttujen kuluttajatuotteiden lataamiseksi. Jotta se toimisi, esimerkiksi televisio tai iPhone on varustettava vastaanottimella. WiTricity suunnitteli puhelimelle erikoislaukun, joka paljastettiin tämän vuoden kulutuselektroniikan näyttelyssä ja joka synkronoituu latausalustan kanssa. Tapaus on osoitettu testeissä, joiden tarkoituksena on syöttää virtaa älypuhelimen tavallisen 5 watin laturin kaksinkertaisella nopeudella.
Yhtiö julkaisi videon osoittaakseen, kuinka tekniikka toimii, kuinka käyttäjä voi kiinnittää latauspöydän työpöydän alle, kytkettynä verkkoon. Kun olet liurannut iPhonen WiTricity-tapaus, laite alkaa lataa langattomasti pöydän kautta. Puhelin alkaa latautua, kun se on sijoitettu mihinkään virtalähteen 7 metrin etäisyydelle videon mukaan; useita laitteita voidaan ladata myös yhdellä "peruslaturilla".
Yhtiö uskoo, että jonain päivänä melkein kaikki kulutuselektroniikka sisältää johdotonta virrankulutusta samalla tavalla useimmat mobiililaitteissa on nykyään integroitu bluetooth ja muut langattomat yhteydet. WiTricityllä on jo useita kumppanuuksia yritysten kanssa, jotka käyttävät tekniikkaa uusien tuotteiden kehittämiseen.
Tavallaan WiTricityn "resonoiva induktiivinen kytkentä" -teknologia on samanlainen kuin mitä käytetään sähköisissä hammasharjoissa. Magneettikentän muodostamiseksi vaihtuvat sähkövirrat kulkevat hammasharjan virtalähteen sisällä olevan rautakelan läpi. Kun tämä kenttä joutuu kosketukseen toisen hammasharjan sisään rakennetun kelan kanssa, se indusoi virran laitteen virran tuottamiseksi. Mutta tätä asetusta, vaikka se on langaton, rajoittaa se tosiseikka, että magneettikentät ovat suhteellisen pienet. Tämän menetelmän käyttäminen vaatisi kotitalouslaitteiden asettamisen tarkkaan sijaintiin ja hyvin lähelle virtalähdettä, kun ne latautuvat.
Resonanssi-induktiivinen kytkentä on paljon monipuolisempi. Tällä menetelmällä virtalähteen sisällä olevassa induktiivisessa kelassa on litteät, pyöreät metallilevyt molemmissa päissä. Nämä “kondensaattorilevyt” sellaisenaan nimeltään, sijaitsevat hiukan erillään toisistaan, aiheuttaen käämin "resonoivan", kun virrat virtaavat sen läpi. Ajatuksena on, että resonanssin kautta emittoitu magneettikenttä voi kuljettaa pidempiä matkoja ja siirtää energiaa enemmän tehokkaasti kuin perinteinen langaton lataus, kunhan toinen esine (tässä tapauksessa vastaanottimen kela) resonoi suunnilleen samalla taajuudella.
Vuonna 2007 MIT: n tutkijaryhmä osoitti tällaisen järjestelmän mahdollisuudet kokeessa. He pystyivät käyttämään resonaattoria tai virtalähdettä 60 watin lampun kytkemiseen päälle noin seitsemän metrin päässä. Tulokset esitettiin yksityiskohtaisesti Science- lehdessä.
Pian sen jälkeen keksijä, MIT-fysiikan professori Marin Soljačić loi WiTricityn kehittääkseen ja kaupallistamaan tekniikkaa. Hänen kehitysyhteistyöryhmänsä, joka sijaitsee Bostonista, etsii tapoja parantaa tekniikan valikoimaa ja tehokkuutta, koska komponentit - kuten kela ja resonaattori - kutistetaan alas sopimaan pienempiin, mobiileihin laitteisiin. (Suuremmat kelat, he ovat löytäneet, tarjoavat yleensä paremman hyötysuhteen suuremmilla etäisyyksillä).
"Tärkeimmät kilpailijamme ovat periaatteessa johto ja pistorasia", Hall sanoo. "Joten saadaksemme [tekniikan] sinne, missä se on riittävän tehokas käytännölliseksi, työskentelemme parannuksilla, kuten anturien integroinnilla, jotka riippuvat siitä, onko laite sisällä alue, voi automaattisesti tunnistaa, milloin kenttä kytketään päälle tai pois päältä, jotta se ei tuhlaa energiaa. ”
Vaikka ajatus energian kanavoinnista esimerkiksi keittiön tiskin läpi leivänpaahtimen ajamiseksi herättää varmasti joitain kulmakarvoja terveellisesti, Hall vakuuttaa, että heidän luoma järjestelmä on yhtä turvallinen kuin muut energiansiirtomuodot, kuten tulevat WiFi-signaalit reitittimeltä.
"Lähteestä tuleva energia ei oikeastaan ole sähköä", hän selittää. "Laitamme tosiasiallisesti ilmaan magneettikentän, joka ei ole säteilevää eikä vaikuta meihin."
Hall sanoo, että hän ja hänen tiiminsä ovat optimoineet tekniikan siihen pisteeseen, että se voi muuntaa enemmän kuin 95 prosenttia magneettikentän energiasta tulee sähköä, joka riittää mehuamaan matkapuhelimen uudelleen nopeammin kuin tavanomaisella seinälaturilla.
Teknologialla on kuitenkin skeptikot. Ambient Devices -yrityksen perustaja David Rose sanoo, että langattoman virran pitkäaikaisessa käytössä on paljon epävarmuutta, koska se vaatii alan tärkeimpien toimijoiden tukea.
"Se viedään kaikki Toyota tekemään kaikki seuraavan sukupolvensa sähköautot, sekä Mercedes ja Audi ja kaikki muut, jotta suurin osa ihmisistä haluaa yhden näistä autotallissaan", Rose kertoi WGBH News: lle . "Ja se vie myös suuren kuluttajaelektroniikan soittimen, kuten Samsungin, Applen ja Starbucksin, sekä paikat, joihin ihmiset menevät, jotta se hyväksyttäisiin laajasti. Se on valtava ylämäkeen menevä taistelu, jolla yritys kohtaa kaikki suuret koko järjestelmän laajuiset muutokset."
Joten missä kuluttajat näkevät kaukoliikenteen tulevaisuudessa? Yhtiö on hiljattain lisensoinut teknologiansa Toyotalle, joka aikoo lisätä langattoman latausmahdollisuuden tuleviin sähkö- ja hybridi-ajoneuvoihinsa parin seuraavan vuoden aikana, Hallin mukaan. WiTricity on saanut kiinnostusta ja taloudellista tukea myös taiwanilaiselta mobiilielektroniikan valmistajalta Foxconnilta ja siruvalmistajalta Inteliltä.
"Se todennäköisesti alkaa tehdä siitä kaupallisesti ominaisuutena, joka on pakattu auton tai laitteen ostokustannuksiin", Hall sanoo. "Mutta kun tekniikka muuttuu yleisemmäksi, yritykset voivat aloittaa niiden [langattoman latauksen] asentamisen seinät ja lattia ja lopulta melkein kaikilla rakennuksilla ei ole enää myyntipisteitä. Tarkoitan, kuvittele se. ”
