无线充电：老古董要做小鲜肉

《经济学人》的这篇文章，提出一个问题：技术的发展，已经帮人类“剪掉”了数据线，那能否“消灭”电线呢？

无人机等机器人技术，正从科幻概念，一步步走入我们的生活。然而，它依然要受制于人类技术领域最大的短板之一——电池问题。任凭怎样高端厉害的一架无人机，或者风驰电掣的特斯拉电动车，时间一到落到主人手里，就都得乖乖更换电池或者充电。

对于这一缺陷，西雅图华盛顿大学的电脑专家乔舒亚·史密斯决心为此做些什么。他选择的方法便是无线充电。今年5月，乔舒亚成立了一家名为Wibotic的公司，目标定位为帮助无人机及其他机器人摆脱物理充电线的束缚。乔舒亚希望自己的技能，能够让今后的机器人在电池缺电时，只需主动移动到充电站附近半米以内，就可以迅速补充能量。相对于Wibotic，另一家西雅图的公司“激光动力”显然要激进得多。他们认为无人机根本无需回到地面，利用激光和光伏技术在空中就可以完成充电。

其实，无线充电的前景如此引人入胜，自身却并非什么“小鲜肉”，而是地地道道的一枚“老古董”。早在1893年的哥伦比亚博览会上，天才尼古拉·特斯拉就曾经当众演示过如何隔着一个房间的距离，点亮一枚电灯泡。不过，这点小把戏与特斯拉那些巨大的奇思妙想相比，根本不值一提。他曾宣称，借助一个由铁塔和气球组成的系统，他可以将电力传输到全世界。这个念头在当时是如此“吊炸天”，甚至连J.P·摩根都愿意掏钱资助他一试。

最终，正如同时期其他物理学家所预料的那样，这位好科学家，同时更像是个“疯子”的特斯拉失败了。但他所设想的远程充电，却在后世重新得到了关注。当然，与特斯拉“全球输电”的伟大理想相比，今天我们的实践范围要“谦卑”得多：手机、厨具、头盔显示仪、人工心脏或脑电波的检测仪等等。但其市场前景却颇为广阔：根据著名咨询公司IHS的预测，以上这些“玩意儿”目前每年5亿美元的市场规模，十年后将翻上30倍！

与激光不同，当前大多数无线充电的原理，都是基于电磁感应。当一股交流电通过一个缠绕的线圈时，会产生一个振荡磁场。这个磁场又会感应到第二个临近线圈里的交流电。如果这两个线圈足够靠近并且放置于同一方向，那么几乎所有的电能都将得到转移。分开几毫米或者晃动它们，电流的传输效率便会大幅下降。

这种电感耦合系统，非常适用于电动牙刷之类小电器的充电。但用在无人机，尤其还要求盘旋在充电站之上充电，就差得太远。 Wibotic的解决方法，是在发射和接收线圈间使用调谐电路。当这种电路被调节到相同的谐振频率时，它们将更加高效的交换能量。这种模式可以让电能在线圈的直径范围内甚至更远的距离进行传输，不仅能完成为无人机充电之类的任务，其充电设备还可制成碗状以便给智能手表充电，甚至与工作台整合而完全无形。

当然，谐振感应与电磁感应一样，都不是什么新近的发现。特斯拉在维多利亚时代所做的许多演示便是应用了这一原理，但只能限于一定的距离之内。而当代的谐振电路，已经能够让机器人在飞行中完成充电。Wibotic甚至宣称自己的无线充电设备，已经可以应付无人机飞行状态不稳定的情况，比如大风天气下。此外，如今的无线充电技术还能够将设备制作得密封防水、防压。飞利浦公司就展示过一台无线食品加工机，它依靠放置柜台里的充电设备进行供电。

无线充电技术的大发展已经成为共识，而这却引起了一场纷争：标准。