Sạc không dây từ xa làm một sự quay trở lại nhỏ tại CES 2022

Hãy tưởng tượng nếu chiếc điện thoại trong túi bạn, bộ điều khiển trò chơi trong tay bạn, hoặc đồng hồ trên cổ tay của bạn có thể sạc không dây. Không có dây cáp, không có đế sạc không dây. Chỉ cần nguồn điện không dây được phát qua không khí bởi một bộ định tuyến, giống như Wi-Fi. Các lợi ích tiềm năng cho các thiết bị y tế, cảm biến, máy ảnh và nhiều đồ dùng khác chạy bằng pin khác dễ hiểu. Cáp và dây cáp là khó xử, và pin đắt tiền để sản xuất và khó tái chế.

Lần đầu tiên tôi thấy nguồn điện không dây, còn được biết đến với tên gọi sạc không dây từ xa, hoạt động cách đây bảy năm và tôi đã kinh ngạc. Một bảng phát sóng nhỏ không dây nạp năng lượng cho một bóng đèn đến 30 feet xa ở góc phòng. Kể từ đó, tôi đã thấy công nghệ tương tự nạp năng lượng cho tất cả, từ màn hình E Ink đến tai nghe và điện thoại thông minh. Nhưng bản thân các mô hình làm thử nghiệm và sản phẩm tham chiếu là một điều. Đã hơn một thế kỷ kể từ khi Nikola Tesla chứng minh rằng nguồn điện không dây qua xa là có thể, khiến đám đông kinh ngạc bằng cách trình diễn một cuộn phát sóng lớn năng lượng cho đèn điện bóng đèn xa xôi. Việc triển khai công nghệ đó vào các sản phẩm tiêu dùng mà chúng ta có thể mua là một cuộc chơi bóng khác nhau hoàn toàn.

Sau khi ẩn mình trong vài năm, công nghệ này đã trở lại một cách mạnh mẽ trong năm 2021 và tại triển lãm thương mại công nghệ CES 2022. Có tiến triển, nhưng bạn vẫn không nên mong đợi sạc không dây từ xa trong nhiều đồ gia dụng của bạn trong thời gian sớm nhất. 

Dấu hiệu của Tiến triển

Năm ngoái, Motorola trình diễn một chiếc điện thoại thông minh sạc không dây ở khoảng cách lên đến 10 feet từ một bộ phát và bốn chiếc điện thoại thông minh sạc đồng thời ở khoảng cách gần hơn. Xiaomi và Oppo đã làm cho công nghệ tương tự. Năm nay, Remote TV Eco của Samsung đã lọt vào danh sách ngắn gọn của chúng tôi về Best of CES 2022. Người tiền nhiệm của nó dựa vào năng lượng mặt trời, nhưng mô hình mới thêm tính năng thu sóng tần số radio (RF). Nó bắt các sóng radio phản xạ xung quanh nhà bạn, phát ra từ các thiết bị như bộ định tuyến Wi-Fi, và chuyển đổi chúng thành năng lượng.

Được phát triển bởi bộ phận nghiên cứu và phát triển của Samsung, công nghệ này đã được làm tinh tế bởi nhóm TV như một phần của chiến dịch của toàn công ty để trở nên thân thiện với môi trường hơn. Thay vì một pin bên trong remote, có một siêu tụ có thể sạc đến 80% dung lượng chỉ trong 10 phút bằng cách kết hợp thu sóng mặt trời và RF.

Điều sáng tạo này là thông minh và hứng thú, nhưng nó chỉ hoạt động cho các thiết bị nhỏ không đòi hỏi nhiều năng lượng. Đó là lý do tại sao nhiều người chơi trong lĩnh vực này nhắm đến các thiết bị như màn hình E Ink cho kệ siêu thị, đồ đeo, và cảm biến Internet của Mọi vật (IoT). Hầu hết các thiết bị cần nhiều năng lượng hơn nhiều so với một remote TV, làm cho một bộ phát chuyên dụng (không phải là bộ định tuyến Wi-Fi của bạn) là thiết yếu.

“Chìa khóa đằng sau công nghệ nguồn điện không dây Cota của chúng tôi là chúng tôi có thể cung cấp nguồn điện cho các thiết bị ở xa, kiểm soát nguồn điện và ưu tiên thiết bị nào nhận nó, nhưng chúng tôi cũng có thể cung cấp nguồn điện cho các thiết bị đang chuyển động,” nói Hatem Zeine, người sáng lập, chủ tịch, và giám đốc công nghệ tại Ossia, một trong những tên tuổi nổi bật nhất trong lĩnh vực sạc không dây từ xa.

Ossia thông báo về một đối tác hợp tác với nhà sản xuất máy tính bảng Archos tại CES 2022, trình diễn các khái niệm sạc từ xa cho đồng hồ thông minh, máy ảnh và nút SOS để hỗ trợ chăm sóc người già. Ý tưởng là nguồn điện không dây có thể giữ cho những thiết bị theo dõi này được nạp để theo dõi người mang theo 24/7. Ossia cũng giới thiệu bàn Cota, được cung cấp nguồn điện không dây bởi một bảng Cota trên trần nhà, với các đế sạc không dây Qi và một pin bên trong (nó cũng có thể chứa cổng USB). Bàn này dành cho các quán cà phê và địa điểm nơi việc chạy dây cáp là khó khăn và tính linh hoạt để thay đổi cài đặt ghế ngồi được đánh giá cao.

Hệ thống Cota cung cấp một vài watt nguồn điện ở gần nhưng giảm xuống thành miliwatt ở xa và trở nên không có ý nghĩa ở khoảng 30 feet. Hiệu suất là một vấn đề khó khăn, vì có sự chênh lệch lớn giữa công suất bạn tiêu thụ và công suất bạn thu hồi. Có ba phần trong điều này: chuyển đổi nguồn điện từ ổ cắm thành RF, truyền và nhận sóng RF, và chuyển đổi RF thành dòng điện continue trong thiết bị nhận. Nhiều biến số làm cho việc đạt được con số xác định trở nên khó khăn, nhưng đối với phần trăm nguồn điện thu hồi, chúng ta đang nói về hiệu suất từ chữ số đơn lên đến chữ số cao nhất ở mức tốt nhất.

“Một viên pin AAA có thể giá khoảng 50 xu và cung cấp cho bạn một watt-giờ năng lượng,” Zeine nhanh chóng phản đối. “Nếu bạn mua nguồn điện từ ổ cắm, bạn đang mua một kilowatt-giờ năng lượng với giá 10 xu, vì vậy một viên pin đắt hơn 5,000 lần.”

Đây là một lý lẽ mạnh mẽ. Giá của lithium đang tăng vọt do nhu cầu về pin. Để thực hiện hứa hẹn của IoT, chúng ta cần một lựa chọn thay thế cho pin, và nguồn điện không dây có thể là một giải pháp khả thi.

An toàn và Chứng nhận

Tất cả những công nghệ này đều có quy trình bắt tay giữa truyền và nhận sóng radio giảm nếu có vật cản—như một người—xâm phạ trước đường. Các công ty phải mất công để có chứng nhận từ Ủy ban Truyền thông Liên bang để chứng minh công nghệ của họ là an toàn, nhưng điều này được cấp cho từng thiết bị sau các bài kiểm tra thực tế do một bên thứ ba độc lập thực hiện (một trong những lý do khiến nghiên cứu diễn ra rất chậm chạp). Thiếu một tiêu chuẩn chung là một chướng ngại khác. Hãy xem xét khoảng thời gian mà tiêu chuẩn Qi mất để chiến thắng và trở nên phổ biến trong lĩnh vực sạc không dây tiếp xúc gần.

Nhưng sau một thập kỷ, Ossia ít có gì để thể hiện ngoài các khái niệm. Sau khi tôi hỏi công nghệ của họ hiện đang được sử dụng ở đâu, Zeine nói cho tôi biết rằng Walmart đang thử nghiệm Cota tại các trung tâm phân phối để theo dõi hàng tồn kho và quản lý tài sản. Toyota đang thử nghiệm khả năng thay thế dây trong ô tô, nơi nó có thể cung cấp nguồn điện cho cảm biến và làm cho việc thay thế chúng dễ dàng hơn. Đối tác với Spigen (được thông báo tại CES 2019) để phát triển ốp điện thoại sạc không dây vẫn chưa có kết quả.

Câu chuyện tương tự xảy ra với Energous, đã công bố một loạt các đối tác ấn tượng và thường xuyên trình diễn công nghệ WattUp của mình nhưng chưa đến tay người tiêu dùng. Technovator chưa đưa sản phẩm ra thị trường. Witricity chuyển hướng sang các phương tiện điện. Powercast là một trong những công ty đầu tiên phát hành thiết bị tiêu dùng, một chiếc tay cầm và bộ truyền sạc không dây cho bộ điều khiển Nintendo Switch Joy-Con, nhưng giá cả là 150 đô la và có tầm sóng chỉ khoảng một foot. Một sản phẩm xuất sắc để thúc đẩy sự chấp nhận vẫn là điều khó khăn.

Tầm Cao Mới

GuRu, công ty đứng sau bản demo của Motorola, có thể đã đi trước một vài bước so với đối thủ của mình. Nó sử dụng RF lensing để gửi tia tập trung từ đơn vị phát (Gu) đến đơn vị thu (Ru). Ali Hajimiri, người sáng lập và cố vấn khoa học chính của GuRu, cho tôi xem một cặp vi mạch nhỏ với anten tích hợp có kích thước giống như một khối Lego và nói rằng công ty đã phát triển vật liệu linh hoạt cho phép công nghệ hoạt động trong các loại thiết bị khác nhau.

“Chúng tôi là công ty duy nhất có thể cung cấp nhiều watts điện cho nhiều thiết bị ở nhiều mét, cùng một lúc,” Hajimiri nói.

Lần đầu gặp GuRu tại CES 2020 để chiêm ngưỡng Rovi, một truyền tải di động giống như một chiếc robot hút bụi di chuyển để sạc các thiết bị khác nhau, đến gần đủ để phát ra một lượng điện hữu ích. Từ đó, công ty đã tiến triển. Công nghệ của họ kết hợp một vi mạch tích hợp ASIC (ứng dụng cụ thể tích hợp), một thuật toán thông minh có thể tập trung năng lượng một cách nhanh chóng và hiệu quả vào một chỗ nhỏ, và, quan trọng nhất, một tần số cao hơn để cung cấp nhiều năng lượng ở khoảng cách xa hơn.

Hầu hết các công nghệ này bắt đầu ở tần số 2.4 GHz mà chúng ta quen thuộc từ Wi-Fi, và đó cũng là tần số mà sạc được điều khiển từ xa mới của Samsung hiệu quả nhất. Energous sử dụng tần số 915 MHz, và Ossia đang chuyển đổi sang 5.8 GHz với công nghệ Cota của mình. Một phần của bí mật của GuRu là khả năng hoạt động ở 24 GHz. Bước nhảy này không chỉ đồng nghĩa với nhiều năng lượng và khoảng cách xa hơn, mà còn cho phép các truyền và nhận thu nhỏ hơn. Một đơn vị phát điện kích thước của một chiếc điện thoại thông minh có thể sạc tai nghe không dây ở một khoảng cách vài feet.

“Đó giống như một kính phóng đại nơi bạn có thể tập trung năng lượng vào một điểm, nhưng điểm đó có thể di chuyển, và bạn có thể tạo ra nhiều điểm,” ông Hajimiri nói.

Conundrum of the Chicken and Egg

Nhu cầu về truyền và nhận tích hợp vào sản phẩm của chúng ta đang làm chậm quá trình áp dụng sớm của công nghệ sạc không dây ở xa. Nghe có vẻ tiện lợi, nhưng ai sẽ chi trăm đô la cho một bộ định tuyến điện hỗ trợ một loạt các thiết bị có phạm vi hạn chế hoặc đòi hỏi thêm một bản nâng cấp sau để hoạt động?

“Tôi nghĩ một phương pháp tốt cho công nghệ này là Wi-Fi,” ông Hajimiri nói. “Trong những ngày đầu, bạn phải mua một chiếc thẻ PCMCIA lớn và cồng kềnh để đặt vào laptop của bạn, và nhiều người sẽ nói, ‘Tôi sẽ không bao giờ sử dụng Wi-Fi vì dây ethernet của tôi nhanh gấp 100 lần.’”

Wi-Fi đã cải thiện đáng kể, và chúng ta chấp nhận mất hiệu suất để thuận lợi của việc sử dụng không dây. Năng lượng có thể đi theo cùng quỹ đạo, và còn có những lợi ích tiềm ẩn khác.

“Khi kết nối không dây trở nên phổ biến, nó không chỉ thay đổi cách chúng ta kết nối, nó thay đổi bản chất của lưu trữ,” ông Hajimiri nói. “Bạn không còn phải mang theo toàn bộ dữ liệu của mình; nó chuyển đến đám mây.”

Đối với năng lượng ở xa, lợi ích đó là pin. Nếu bạn có thể loại bỏ pin hoặc làm cho chúng nhỏ hơn, bạn có thể giảm đáng kể dung tích và trọng lượng của thiết bị và thực hiện các hình thức linh hoạt mới. Việc giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào pin cũng đối phó với một số lập luận về hiệu suất kém và nguy cơ lãng phí của năng lượng không dây.

Dễ dàng để bị cuốn theo tiềm năng của một tương lai không có dây, nhưng khó nói xa tận cùng của đó là bao xa. Theo thực tế, chúng ta vẫn còn nhiều năm nữa mới có thể có được năng lượng không dây phổ cập. Trong khi sự tham gia của các công ty như Samsung và Motorola có vẻ như là tiến triển thực sự và sẽ đặt nặng nề đối với các đối thủ, các công nghệ độc quyền phải chiến đấu, các tiêu chuẩn chỉ dần xuất hiện, và còn một đường dài trước khi cái tên MYTOUR trở thành lỗi thời.

Các Trải nghiệm Tuyệt vời NỔI BẬT hơn

• 📩 Những tin tức mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Nhận bản tin của chúng tôi!
• Quête để giam giữ CO₂ vào đá—và đánh bại biến đổi khí hậu
• Khu vườn trên mái nhà của bạn có thể trở thành một trang trại năng lượng mặt trời
• Công nghệ mới này cắt qua đá mà không mài vào nó
• Những con bot Discord tốt nhất cho máy chủ của bạn
• Làm thế nào để bảo vệ chống lại các cuộc tấn công smishing
• 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ trước với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• 🏃🏽‍♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để trở nên khỏe mạnh? Kiểm tra lựa chọn của đội ngũ Gear chúng tôi cho những dụng cụ theo dõi sức khỏe tốt nhất, đồ trang bị chạy (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất