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【レーザー光線】ワシントン大学、携帯電話のワイヤレス充電を開発 ─ 端末を“狙い撃ち”できるシステム

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1: プティフランスパン ★ 2018/03/13(火) 13:07:29.50 ID:CAP_USER9

携帯電話の充電が「レーザー光線」でワイヤレスに──端末を“狙い撃ち”できるシステム、米大学が開発
2018.03.11 SUN 18:00
https://wired.jp/2018/03/11/wireless-charging-with-lasers/
https://wired.jp/wp-content/uploads/2018/03/phonecharginglaser.jpg
実際には目に見えない近赤外線レーザー光線を使うが、ここではデモ目的で赤色レーザーを利用している。PHOTOGRAPH COURTESY OF MARK STONE/UNIVERSITY OF WASHINGTON

レーザー光線を使って携帯電話をワイヤレス充電できるシステムを、ワシントン大学の研究グループが開発した。2種類のレーザーと超音波を活用することで、携帯電話が部屋のどこにあっても狙いを定めて充電できるという。
この画期的な技術はいかに機能し、そして実用化を目指すのか。

携帯電話を充電するために、コンセントにケーブルをつなぐ。そんな繰り返しにうんざりしてはいないだろうか。ワイヤレス充電器はクールだが、電波を飛ばせる距離が短いため、携帯電話をプレートに載せなければならない。
これではコンセントにつなぐのと大差ない。また、近くのWi-Fiからデヴァイスを充電できると謳う技術もあるが、まだ十分な電力を供給できない。

そんななか、この問題を解決できるかもしれないアイデアが発表された。ワシントン大学の電気工学研究者のグループによると、レーザーを使えば充電にまつわる問題を解決できる可能性があるという。

このアイデアをまとめた論文の筆頭執筆者であるヴィクラム・アイヤーは、「レーザー受光器を内蔵した携帯電話ケースをつくれば、レーザーを使った充電システムを構築できます」
と述べる(彼の所属する研究室はバッテリーが不要な携帯電話を開発したことで有名だ)。

「もっと小さくて格好よく、洗練された装置にしたほうがいいかもしれませんが、Wi-Fiルーターのような独立した機器にできる可能性があります」とアイヤーは語る。
そうなれば、部屋のどこに携帯電話が置かれていても、この装置が携帯電話を見つけ出し、ケースの光電池に向けてレーザー光線を照射するようになる。
レーザー光線による充電は、太陽電池と同じような仕組みで行われるが、レーザー光線は近赤外スペクトルの範囲になるように調整されている。

ただし、ちょっとした問題がある。部屋の隅に、あなたの眼に悪影響のあるレーザー照射装置を置かねばならないということだ。ハッキングされてしまったら大変なことになるだろう。

レーザーを利用して充電するというアイデアは、ほかにも存在する。例えば衛星やドローンのような機器にレーザー光線を発射して充電するシステムや、
宇宙で太陽光発電を行ってその電力を地球に送ったりするシステムも構想されてきた。だが当然ながら、こうしたシステムは、ダイニングテーブルで使われるようなものではない。

■ 2つのレーザーを併用する

そこでワシントン大学のチームは、ユーザーの安全を守るための仕組みを考案した。これはなかなかクールな仕組みだ。

研究チームは、小指の爪ほどの大きさしかない受光器に、およそ1ワットの電力を供給できるようにしたいと考えた。これくらいの電力があれば、携帯電話を充電するには十分だ。
それには、1平方センチメートル当たり4.3ワットの電力を供給できる近赤外線レーザー光線を照射すればいい。

だが、このレーザー光線は人間には見えず、10マイクロ秒未満でも人間の眼に当たれば目が傷つけられてしまう。それほどスピードが速いのだ。
そこで、レーザー光線の通り道に人間がいることを発見したら、照射を止めてすべての動作を停止し、人間を傷つけないようにする方法が必要となる。

>>2以降へ続く



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2: プティフランスパン ★ 2018/03/13(火) 13:07:40.57 ID:CAP_USER9

>>1続き

この問題を解決したのも、やはりレーザーだった。その仕組みとは、充電用のレーザー光線のほかに、人の目を傷つけたり皮膚に火傷を負わせたりすることのない低出力のレーザー光線を利用するというものだ。

研究チームは、携帯電話ケースの光電池の周りに、再帰反射器(3枚の平面の板を互いに直角に組み合わせ、立方体の頂点型にした「コーナーキューブ」)を取り付けた。
平面的な鏡は入ってきた光を同じ角度で反対方向に跳ね返すが、再帰反射器は光が入ってきた方向と同じ方向に跳ね返す。「自転車や道路標識に取り付けられている反射板と同じ原理です」とアイヤルは述べる。

この反射器に向けて低出力のレーザー光線を照射すると、光線が跳ね返され、強力な充電用レーザー光線の外側を囲むようにして無害な光の束がつくられる。
この光の束が何かに遮られると、照射装置はそれを感知して充電用レーザー光線の照射を停止する。

光の束が遮られたことを感知するスピードは、光の速度と同じだ。このため、ユーザーの手が光の束を突き抜けて充電用レーザー光線に触れてしまうことはまずない。
研究チームが人間に可能な最も速い動作を調べたところ、プロ野球のピッチャーが投球時に腕を振る動きだった。「腕の最高速度は秒速およそ44m。その速度を超えると、関節が壊れ始めてしまいます」とアイヤルは言う。

研究チームは、再帰反射器がつくり出す光の束が充電用レーザー光線からどのくらい離れていれば、人間が光の束に当たったときに照射を止め、近赤外線レーザーが人間に当たらないようにできるかを計算した。
その結果は、およそ10cmだった。

■ 超音波によるレーザー制御

唯一残った問題は、デススターを爆破しようとしたレッド中隊のようなレーザー銃を撃つ人たちを悩ませてきた問題だ。すなわち、標的を正確に狙うことである。

この問題の解決策は、レーザーではなく超音波だった。研究チームは、充電する携帯電話のケースから、人間の耳では聞き取れない周波数の音が数回鳴るようにしたのである。

レーザー照射装置が付属のマイクで音を聞き取ると、この音が到達した時間に基づいて、携帯電話のおおよその位置を割り出す。それから、低出力の光の束を反射器に向けて照射するのだ。
この光の束が戻ってくれば、レーザー光線の通り道に誰もいないと判断し、近赤外線レーザーの出力を上げて充電を始める。

ただし、このようなシステムが近いうちに発売されることはなさそうだ。「すべては学術的な取り組みとして始まったものです」とアイヤーは述べたうえで、
「どのような商業的用途があるかを判断してから特許を取得し、開発やライセンス提供の方法を検討していくつもりです」と語ってくれた。

「わたしたちが携帯電話の充電に狙いを定めた理由は、極めて一般的な用途であるにもかかわらず、ワイヤレスで行う適切な手段がなかったからです」。
レーザーを使った携帯充電は、基礎研究の素敵な副産物だったのだ。


4: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:08:08.15 ID:aiOoKHLn0

でも結局コンセントは必要なんだろ


6: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:09:25.50 ID:tRCpItT60

突如燃え出しそうで怖い


7: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:09:30.92 ID:e6J4xpWb0

効率かなり悪そうだな。
一回の充電で500円ぐらいになりそう。


8: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:09:42.77 ID:SxRyWW7b0

狙い撃ちで過充電してボカンとか思いついたけど
流石に無理やろな


11: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:10:34.92 ID:qzPjD+DL0

ついでに蚊を落としてくれないかな


14: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:12:02.97 ID:T9mmw/zv0

なんでそこまでして電話の電池を充電しないとならないんだ?
そんな誘導爆弾もどきのを家に置くとかやだよ


31: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:21:06.49 ID:xrbx1Xe+0

>>14
ここでよくバカにされる水素社会もそうだけどワイヤレス充電が話題になるのは
要するに蓄電池技術の進歩が捗っていないことが原因


56: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 15:08:41.19 ID:YKn30H6D0

>>31
そういうこったな。


15: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:12:03.57 ID:KEpFRqKg0

携帯サイズで未来少年コナンの太陽塔ゴッコができる


18: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:14:00.64 ID:6zPnKO3f0

ワイヤレス充電て
もうあるだろ


19: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:15:21.71 ID:12dyPthJ0

有線無線が問題じゃない
部屋のどこにいても(動いていても)使用できるのがワイヤレスの利点

なんだねこれは


25: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:18:32.70 ID:wtUCN90u0

永遠のエネマ


26: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:19:34.76 ID:YZsxXatv0

家電全部ワイヤレス給電にしてくれ


29: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:20:37.50 ID:BORzihwa0

逆を言えば攻撃も出来るという?


39: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:28:45.99 ID:T9mmw/zv0

>>29
できるよ顔を認識するの難しいけど
人間らしいおおきさの顔のあたりにとりあえず照射とかはできんでしょ


30: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:20:46.46 ID:mlEtB4yd0

アイフォン 8のワイヤレス充電クソ遅いんだけどこんなもん?


34: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:23:55.33 ID:ZGjTDHdG0

TAITO「ホーミングレーザーはよ」


35: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:26:32.06 ID:U2HDrRAl0

今でもそんなに不自由ないけどなぁ
まぁ他に応用できる技術ならいいけど


41: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:30:21.60 ID:xmIKBPSO0

これどれくらい飛ばせるんだろ
100m以上飛ばせるならドローンの電力供給に使えそうなんだが
通常の充電池じゃ20-30分も飛ばせば切れちゃうし、バッテリー大きくすれば
ペイロードの重量が減っちゃうし、外から充電できれば長い時間飛べるようになる


42: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:32:43.80 ID:9BBwLc760

マイクロウェーブ……来る!


49: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:43:42.25 ID:VdP8yIhE0

>>42
QLチャージ


44: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:34:13.54 ID:T9mmw/zv0

最初の目標の補足は携帯が吐く超音波でやるの?


46: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:36:45.91 ID:s8QOeSEw0

米製品は信仰を売ってるんだ
信じなさい


47: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:38:55.33 ID:w9I5QSnm0

レーザーのスピードってどれくらいかわからん。
ガンダムとかで避けてたくらいだから、ミサイル以上鉄砲以下くらい?


59: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 16:41:19.34 ID:/E57WGZz0

>>47
超音波だから一日で地球を7周半出来るよ


61: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 17:05:35.77 ID:w9I5QSnm0

>>59
サンクス。一周4万kmで7.5周で30万km
30万km÷24h=12500km/h

マッハ30くらい?すごく速いな。鉄砲より速いじゃん。


63: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 18:20:37.93 ID:2Zy46Q400

>>61
本気にならないでね

レーザーは超音波じゃなくて光
それに光は「1秒」で地球7週半だから

月まで1.3秒


65: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 18:23:48.58 ID:2Zy46Q400

>>63
追加

その光の速度は真空中で、空気中だともう少し遅くなる


50: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 13:46:52.34 ID:b0Jr1D+D0

自動車の充電に使えそうなきがする


54: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 14:07:12.59 ID:HZJ3lTE70

ファーウェイがルンバ型のお掃除ロボットにレーザー光で給電するシステム発表してたな
日本企業は例によって出遅れてる


55: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 14:21:22.21 ID:mJ6I+lyp0

出力を上げれば、レーザーを横切ったら禿げるな。


57: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 15:16:52.07 ID:GhkSLO/B0

標的に小型の超音波発生装置を付ければ障害物に危害を加えることなくレーザー銃で撃つことができる


60: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 16:45:14.44 ID:XqVViq+30

5km先のスマホに充電できるようになったら起こして


64: 名無しさん@1周年 2018/03/13(火) 18:23:25.63 ID:Oi0vSKPp0

テレビや冷蔵庫みたいな据置家電の方が実装は簡単そうだけど、効率悪いだろうから実用化は小物の方が早いかね


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