?? 小編說 劉慈欣在長篇科幻小說《三體II：黑暗森林》中有這樣一段場景描述： 主人公羅輯在醫(yī)院里把玩一個看似很普通的玻璃加熱杯，由于找不到充電口，他奇怪地問護(hù)士杯子該如何充電。得到的回答卻令他震驚—— “電？到處都有電啊……電永遠(yuǎn)用不完，電怎么會用完呢?！?/span> 感興趣的讀者可以滑動閱讀書中節(jié)選?? 眾所周知，《三體》的影視化不斷遭遇難產(chǎn)。前一陣游族網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)始人的去世再一次帶起這個話題。不過，1月29日最令人振奮的消息莫過于，《三體》還沒來得及趕上影視化這班車，其中的科幻世界卻已被小米變成現(xiàn)實了。 雷軍來了，他帶著可以被視為過去十年手機(jī)行業(yè)最大的一個飛躍性技術(shù)趕來了！ 圖源：雷軍 Twitter 01. 小米：跟我一起兩步走，隔空充電握在手 想要實現(xiàn)隔空充電，僅需兩個步驟： 第一步：先來一臺米家隔空充電樁 圖源：小米 第二步： 屏幕前的你——自由活動 房間里的隔空充電系統(tǒng)——忙忙碌碌 忙碌過程如下： 隔空充電樁（發(fā)送設(shè)備）內(nèi)置的5個相位干涉天線首先會對手機(jī)進(jìn)行毫秒級的空間定位，精確探測到手機(jī)位置，然后再利用144個天線構(gòu)成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機(jī)。 手機(jī)端（接收設(shè)備）則配備了微型天線陣列，包括“信標(biāo)天線”和“接收天線”。由于天線陣列可以通過觀察來自智能手機(jī)的歸位信標(biāo)的干涉模式來確定手機(jī)的位置，因此信標(biāo)天線可以幫助隔空充電樁定位到手機(jī)；接收天線陣列由14個天線組成，這些天線可以通過其整流電路把收到的毫米波信號轉(zhuǎn)化成電能，從而實現(xiàn)5W的隔空充電功能。 具有功率因數(shù)校正的MOSFET整流器電路 | EETOP 這樣一看，開頭《三體》中的世界是不是離我們不遠(yuǎn)了？ 02. 米家隔空充電技術(shù)亮點 作為一項具有重要意義的技術(shù)，小米自研的隔空充電技術(shù)主要有如下兩個技術(shù)亮點： A. 波束賦形 波束賦形（Beamforming）又叫波束成型、空域濾波，是一種使用傳感器陣列定向發(fā)送和接收信號的信號處理技術(shù)。由于波束賦形技術(shù)會使信號從廣播天線聚焦到特定接收設(shè)備，因此信號不會在所有方向上擴(kuò)展，與沒有波束賦形技術(shù)的情況相比，它可以實現(xiàn)更快，更可靠的連接。 波束賦形 | SME News 運用在隔空充電上，當(dāng)手機(jī)在一定角度移動時，發(fā)射端的波束可以實時指向手機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行供能。但是由于小米透露的信息有限，我們還無從知曉系統(tǒng)的定位精度、波束指向誤差以及發(fā)射端的發(fā)射功率是否具有功率自適應(yīng)性等細(xì)節(jié)。 B. 毫米波 微波可以通過自由空間進(jìn)行傳播，目前多用于通信領(lǐng)域內(nèi)。當(dāng)微波應(yīng)用在無線充電場景時，可以被轉(zhuǎn)化為電能實現(xiàn)充電。毫米波的應(yīng)用則有助于在有限的面積下進(jìn)行更大的能量傳輸。 無線通信時微波和毫米波頻段 | ResearchGate 03. 答疑解惑時間到 新技術(shù)一發(fā)布，大量疑問傾瀉而出： Q1: 隔空充電是不是無線充電？ A1: 無線充電雖然舍棄了充電線，但是必須需要一個無線充電板才可以充電。而“隔空充電”不受限于使用條件，只要在房間里面裝置好充電的設(shè)備，我們進(jìn)入這個設(shè)備可覆蓋的區(qū)域后手機(jī)就會自動開始充電。 Q2: 米家隔空充電能支持快速充電嗎？ A2: 到目前為止還不支持更快速的充電。小米此次新推出的隔空充電技術(shù)功率值為5W，但如今市面上的有線充電器功率都可以達(dá)到幾十瓦（甚至120W的超快閃充），相比之下，隔空充電的速度就比較慢了。 問題延展 5W的功率雖然對手機(jī)而言不足為提，但是像智能貓眼、隨身音箱、手環(huán)等物品的充電功率都在5W左右，因此隔空充電技術(shù)對Iot行業(yè)來說是一個巨大的發(fā)展。 Q3: 電磁輻射會不會損害健康？ A3: 有部分行內(nèi)人士認(rèn)為對健康影響很小。 小米的隔空充電是基于發(fā)射非電離輻射（電磁輻射）的毫米寬波，由于波長很長，它們沒有足夠的能量直接損壞細(xì)胞。 科普 科普：所謂有害的輻射指的是電離輻射，就是醫(yī)院X光、CT、核磁、放療等。由于X射線、γ射線幾乎能電離任何分子或原子，因此會導(dǎo)致人體細(xì)胞發(fā)生不可逆性的損害。 波形示意圖 | Gadgets To Use 但是，也有專業(yè)人士以常規(guī)的無線路由器的輻射和小米的隔空充電做了一個計算，計算結(jié)果得出小米充電對手機(jī)所在位置附近的人體輻射可能是常規(guī)WiFi路由器的6250倍。 具體計算方法如下 常規(guī)的無線路由器功率以10W為例，由于無線路由器是向各個方向同時發(fā)射，在兩米的半徑里，其輻射面積大約是4*3.14*200*200平方厘米。 假設(shè)手機(jī)面積是40平方厘米，小米的5W功率全部定向落在這個40平方厘米的面上。常規(guī)路由器與小米隔空充電發(fā)射端相比，身體承受的功率密度之比大約是10/5 * 40平方厘米/（4*3.14*200*200）平方厘米=0.00016。換算過來看，小米充電對手機(jī)所在位置附近的人體的輻射可能是常規(guī)WiFi路由器的6250倍。 注：Wifi波長約為7-12cm 對此計算也有專家表示表示質(zhì)疑，認(rèn)為這些非電離的波是可以通過人體，并且對人體沒有什么有害影響的。而且用作無線充電的毫米波也沒有那么高的功率，所以大家對此不用太過擔(dān)憂。 因此，到底輻射程度如何其實還需等待官方給出更加科學(xué)的檢測報告。 Q4: 真的不怕異物遮擋降低充電效率嗎？ A4: 有網(wǎng)友認(rèn)為，異物遮擋勢必造成信號衰弱，不太可能不影響充電效率。 Q5: 小米的這套系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率能有多少？ A5: 網(wǎng)友表示，小米的這套系統(tǒng)效率應(yīng)該比較低。此系統(tǒng)的效率主要包括三部分：發(fā)射端直流轉(zhuǎn)換為毫米波的效率、傳輸效率以及接收端毫米波轉(zhuǎn)化為直流的效率。發(fā)射端效率目前做的比較好的可以達(dá)到40%左右。其次，由于使用了毫米波，傳輸效率會稍高些，但是由于接收天線數(shù)量較少，傳輸效率仍不可觀。最后，接收端效率主要取決于整流電路的整流效率，較好情況下可達(dá)60%。因此總效率可能會不到10%。 04. 小米好牛?。〉歉艨粘潆娛鞘装l(fā)嗎？ 其實，隔空充電設(shè)備早在2017年就已經(jīng)出現(xiàn)了。 A．Motherbox DC漫畫中提供能量和穿越時空的能源盒子Mother Box | WordPress 等一下，圖放錯了！其實是這個 ?? Motherbox | The Verge 早在2017年，一家位于紐約的新創(chuàng)小公司 Yank Technologies 就在 Indiegogo 上推出了一款多面球狀無線充電器——Motherbox。它的名字當(dāng)然就是來源于漫威漫畫中的神奇盒子 “Mother Box”。其最大的亮點就是與手機(jī)之間不需要物理連接，實現(xiàn)了真正意義上的無線充電。 B. Wi-Charge 之后，一家以色列公司W(wǎng)i-Charge又推出了使用聚焦紅外光束進(jìn)行隔空充電的解決方案。 Wi-Charge 隔空充電解決方案 | everything RF 可惜的是，這些隔空充電技術(shù)還都只是解決方案，并沒有實現(xiàn)落地。 05. 追根溯源 隔空充電可以說算是真正意義上的無線充電。無線充電技術(shù)其實已經(jīng)存在了100多年，不過直到近些年才逐步成為為智能手機(jī)等電子設(shè)備供電時的主流實用工具。感興趣的讀者可以點擊下面的視頻了解更多。
How Wireless Charging Works | YouTube
綜上，不可否認(rèn)隔空充電目前還是一項理想化的技術(shù)，離落地還有很長一段距離，但其未來的應(yīng)用場景卻十分光明。當(dāng)下的解決方案只是起步，當(dāng)科幻小說都已展露出可以成為現(xiàn)實的頭角，未來可期，科幻可及的時代一定會到來。
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文章 / 韋肖葳
指導(dǎo) / 于寅虎
封面 / 趙景平
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