無人機(jī)終有一天將改變我們收發(fā)快遞，監(jiān)測(cè)農(nóng)作物和逮捕嫌犯的方式。但是人們暢談未來時(shí)，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(shí)擺脫笨拙的電線與變壓器。一臺(tái)處于低電量狀態(tài)的機(jī)器人將自動(dòng)到達(dá)充電站附近半米處?！癓aserMotive”，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(gè)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(huì)(世博會(huì))的一個(gè)房間內(nèi)向人們演示了如何穿過一個(gè)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)绞澜绺鞯兀踔琳f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(cè)的(特斯拉是一個(gè)杰出的科學(xué)家，但也是個(gè)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(chǎng)調(diào)研公司預(yù)計(jì)，現(xiàn)在的無線供電機(jī)器的市場(chǎng)規(guī)模將從現(xiàn)在的每年5億美元在下個(gè)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(chǎng)，磁場(chǎng)內(nèi)有另一線圈接收磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)化為電能。如果接收線圈與發(fā)送線圈相對(duì)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(duì)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(dòng)牙刷上得到了非常好的應(yīng)用。但想通過一個(gè)簡(jiǎn)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(jiǎn)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(gè)新的想法(特斯拉在維多利亞時(shí)代就展示了如何使用它)，但這些進(jìn)行了針對(duì)性的優(yōu)化?，F(xiàn)代諧振電路能在飛行時(shí)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(gè)集成于柜臺(tái)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(gè)設(shè)備間需要通力合作。這意味著要有一個(gè)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(dòng))與直流電(由愛迪生推動(dòng))之間的競(jìng)爭(zhēng)，無線充電標(biāo)準(zhǔn)分裂為三個(gè)。

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(gè)最適合手機(jī)充電用的功率。其次是PMA(PowerMattersAlliance)，Qi標(biāo)準(zhǔn)的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。最后是Rezence，由A4WP設(shè)計(jì)，允許更高的功率。而在這個(gè)月初，PMA與A4MP的合并使得局勢(shì)更加撲朔迷離。蘋果公司是個(gè)例外，它在AppleWatch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(zhēng)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(chǎng)。這種情況下三位競(jìng)爭(zhēng)者都有機(jī)會(huì)。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(hào)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(chǎng)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(duì)于想在用餐時(shí)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(duì)于消費(fèi)者來說，某些手機(jī)及配件已經(jīng)開始支持兩個(gè)或三個(gè)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AlexGruzen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(huì)僅僅用于手持設(shè)備，電動(dòng)汽車的興起成為無線充電的第二戰(zhàn)場(chǎng)。汽車廠商們盡量防止標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)再起。汽車工程師協(xié)會(huì)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(duì)無線充電的興趣并不大。他認(rèn)為與他的「超級(jí)充電樁」相比，無線充電效率低下，功率不足。超級(jí)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(shì)必將使電動(dòng)汽車廠商們展開新的競(jìng)爭(zhēng)。電動(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車的售價(jià)將降低數(shù)千美元。這將對(duì)電動(dòng)交通工具的市場(chǎng)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(huì)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。

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