وفقًا لـ "Nikkei Sangyo Shimbun" اليابانية في 10 يوليو ، فإن طوكيو باستخدام جسم ضوء الليزر ، يمكنك تحويل الطاقة الضوئية إلى كهرباء. وبهذه الطريقة ، لا يقتصر الأمر على حفظ الهواتف المحمولة وتهيئة الأجهزة المنزلية لشحن الكابلات ، ولكن أيضًا السماح للسيارة الكهربائية (EV) بعدم التوقف عن الشحن. قد يتحقق هذا العمر بعيدًا عن كابلات الشحن بحلول عام 2050.
مبدأ الشحن بالليزر بسيط للغاية: تُستخدم الطاقة الكهربائية لإصدار ضوء الليزر ، ثم يتم تحويل الجسم المشع بواسطة ضوء الليزر إلى طاقة كهربائية بواسطة لوحة توليد الطاقة. قال تومويوكي مياموتو ، الأستاذ المساعد في معهد طوكيو للتكنولوجيا ، إنه يمكن استخدام الشحن بالليزر عمليًا في أقرب وقت ممكن إذا كان من الممكن حل مشكلات الكفاءة والسلامة.
تمكن فريق مياموتو من استخدام الليزر لتوصيل حوالي 10 واط من التيار. يمكنهم أيضًا استخدامه للتلاعب بأنظمة التحكم اللاسلكية واستخدام الليزر على الأرض لإبقاء الطائرات بدون طيار في حالة ركود. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لتقنيتهم شحن طائرات بدون طيار تحت الماء أيضًا ، حيث لا تعيقها المياه.
تستخدم معظم تقنيات الشحن اللاسلكي الأكثر انتشارًا اليوم مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، والذي يستخدم المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه عند تنشيط الملف لتوصيل الطاقة الكهربائية. يعد الشحن اللاسلكي للهواتف المحمولة مثالًا عمليًا. بينما تتمتع هذه الطريقة بكفاءة شحن تبلغ حوالي 90 في المائة ، يجب أن تظل المسافة بين الهاتف والشاحن في حدود بضعة سنتيمترات.
على مسافات أطول ، الخيار الأكثر تفضيلاً هو الشحن اللاسلكي بالميكروويف. تتطلب هذه التقنية استخدام الموجات الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي المحدد. ومع ذلك ، عند الشحن لمسافات طويلة ، تنخفض كفاءة النقل بشكل كبير مع المسافة ، مما يجعل من الصعب إجراء نقل عالي الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسبب الموجات الكهرومغناطيسية ضوضاء في جهاز المستقبل ، مما قد يؤدي بسهولة إلى حدوث أعطال.
في المقابل ، يمكن الحفاظ على معدل تحويل الطاقة لليزر عند حوالي 50 بالمائة عند نقل الطاقة لمسافات طويلة. يُنظر إلى الليزر على نطاق واسع على أنه وسيلة تقنية لتحقيق الشحن اللاسلكي عالي الطاقة لمسافات طويلة.
ومع ذلك ، فإن طريقة الشحن هذه ليست مثالية ، مشكلة السلامة صعبة للغاية. نظرًا لأن طاقة الليزر عالية جدًا ، فبمجرد أن يصبح جسم الإنسان خطيرًا للغاية ، يجب التأكد من استخدام بيئة غير مأهولة أو الأماكن ذات الصلة من وصول الأفراد إلى إدارة صارمة.
قال مياموتو إنه يمكن تجربة تقنية الشحن بالليزر أولاً على مستشعرات المستودعات غير المأهولة والمركبات الموجهة الآلية (AGVs). يتم إعداد مستشعرات المستودعات غير المأهولة في جميع أركان المستودع ، ويمكن لبعضها أيضًا التحرك بحرية في المستودع ويمكن إطلاقها من أعلى مستودع الليزر للشحن باستمرار. من المتوقع أن يتم تشغيل التكنولوجيا في حوالي عام 2030.
يحاول الباحثون أيضًا شحن الأجهزة والهواتف المحمولة أثناء وجود شخص ما. إنها تضمن السلامة من خلال تحديد موقع الشخص من خلال مكونات مثل الكاميرات ووقف إطلاق الليزر بمجرد اقتراب الشخص. سيؤدي امتلاك هذا النوع من التكنولوجيا إلى تمكين الشحن المستمر عالي الطاقة للسيارات الكهربائية باستخدام الليزر لإبقائها في حالة حركة.
في الخارج ، تم تأسيس الشركات الناشئة في هذا المجال واحدة تلو الأخرى.
تعاونت شركتا PowerLight Technologies ومقرها الولايات المتحدة وشركة Ericsson السويدية في إجراء تجارب تجريبية لإمدادات الطاقة اللاسلكية بالليزر لمحطات 5G الأساسية. تعمل شبكة Wi-Charge الإسرائيلية على تطوير تقنية الشحن اللاسلكي لأجهزة إنترنت الأشياء.
يوضح مياموتو أن اليابان ، على النقيض من ذلك ، أحرزت تقدمًا عمليًا ضئيلًا ، لكن هناك عددًا متزايدًا من الشركات المهتمة بهذا المجال. يعمل مياموتو وآخرون على تعزيز مشاركة المعلومات من خلال الندوات ذات الصلة.
في السابق ، تم استخدام الليزر لصنع الذكريات مثل الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو الرقمية ، بالإضافة إلى استخدامها في مجال اتصالات المعلومات مثل الألياف الضوئية. كما تم استخدامه لمعالجة المعادن من خلال الاستفادة من ميزة توليد الحرارة للتركيز بالليزر ، والتي لا غنى عنها للصناعة.
يأتي الليزر أيضًا بمفرده في مجالات التعرف على الوجه والقيادة الذاتية. تستخدم وظيفة التعرف على الوجه في الهواتف المحمولة أشعة الليزر تحت الحمراء للحصول على ميزات ثلاثية الأبعاد للوجه لتحديد ما إذا كان المستخدم هو المالك.
يمكن للسيارات استخدام الليزر لإضاءة محيطها في وضع القيادة المستقلة لتحديد شكل وموقع العوائق.
يتزايد عدد السيناريوهات التي يمكن فيها استخدام الليزر. هناك محاولات لاستخدام محتواها العالي من الطاقة لتوليد طاقة الاندماج النووي. يركز الليزر عالي الطاقة على نقطة واحدة ، ويتم تسهيل تفاعل الاندماج عن طريق الضغط والتسخين في ظل ظروف عالية الكثافة. تشارك الشركات الناشئة في مختلف البلدان بنشاط في أنشطة البحث والتطوير ذات الصلة.
في مجال الزراعة ، يمكن استخدام الليزر لمراقبة نمو النبات وظروف التربة ، كما يمكن استخدامه للقضاء على الحشائش والحشرات ، وبالتالي تقليل استخدام المبيدات وإنشاء مصانع نباتية غير مأهولة.
في المستقبل ، سيتم استخدام الليزر أيضًا في مجموعة متنوعة من المجالات.
