原標(biāo)題：小米今日發(fā)布“隔空充電”技術(shù)，17項(xiàng)專利護(hù)體，三體預(yù)言成真?
1月29日，雷布斯在微博上正式發(fā)布自研隔空充電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)單設(shè)備5瓦遠(yuǎn)距離充電。這，不是科幻，而是科技!
雷軍表示，隔空充電通過小米自研隔空充電樁實(shí)現(xiàn)，內(nèi)置5個(gè)相位干涉天線，可對手機(jī)進(jìn)行毫秒級空間定位，精準(zhǔn)探測手機(jī)位置，144個(gè)天線構(gòu)成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機(jī)，手機(jī)通過微型信標(biāo)天線接收，可實(shí)現(xiàn)數(shù)米內(nèi)5瓦遠(yuǎn)距離充電。
雖然是“祖?zhèn)鞯?V-1A”，但畢竟是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的落地方案。雷軍稱小米自研隔空充電技術(shù)下一步將為智能手表、手環(huán)等穿戴設(shè)備隔空充電。未來客廳，包括音箱、臺燈等小型智能家居產(chǎn)品，都可以實(shí)現(xiàn)無線供電設(shè)計(jì)，擺脫電線束縛，真正實(shí)現(xiàn)客廳無線化。這不禁讓人想到大劉所著《三體》中，當(dāng)羅輯從冬眠中蘇醒過來后，與護(hù)士對話的片段：
接下來的第二個(gè)發(fā)現(xiàn)則令羅輯十分震驚，雖然事情仍然很平淡。護(hù)士指著那個(gè)牛奶杯告訴羅輯，這是特別為他們準(zhǔn)備的加熱杯，這時(shí)的人們普遍不喝熱飲，連咖啡都是涼的，如果喝涼牛奶不習(xí)慣，可以加熱，只需要把杯子底部的一個(gè)滑動鈕推到想要的溫度上即可。喝完牛奶后，羅輯仔細(xì)打量著杯子，它看上去是一個(gè)很普通的玻璃杯，只有一指厚的底部不透明，顯然加熱的熱源就在那里?？墒橇_輯反復(fù)察看，除了那個(gè)滑動開關(guān)外沒有任何東西，他使勁擰杯子底，但底部與杯子是一體化的。
“不要亂動這里的用品，你們還不了解，會有危險(xiǎn)的。”護(hù)士看到羅輯的舉動后說。
“我想知道它從哪兒充電。”
“充...電?”護(hù)士生澀地重復(fù)著這個(gè)她顯然第一次聽到的詞。
“就：是Charge、Recharge。”羅輯提示說，護(hù)士仍然迷惑地?fù)u搖頭。
“不是充電式的...那里面的電池用完了怎么辦呢?”
“電池?”
“就是Battery 呀，你們現(xiàn)在沒有電池了嗎?”看到護(hù)士又搖頭，羅輯說，“那這杯子里的電從哪兒來?”
“電?到處都有電啊。”護(hù)士很不以為然地說。
“杯子里的電用不完?”
“用不完。”護(hù)士點(diǎn)點(diǎn)頭說。
“永遠(yuǎn)用不完?”
“永遠(yuǎn)用不完，電怎么會用完呢。”
護(hù)士走后，羅輯仍捧著那個(gè)杯子不放。他沒注意熊文的嘲笑，只覺得心潮澎湃，知道自己其實(shí)是捧著一個(gè)人類千古夢想的圣物——捧著的是永動機(jī)。如果人類真的得到了無盡的能量，那他們幾乎可以得到一切了，現(xiàn)在他相信了美麗護(hù)士的話：事情可能真的沒那么嚴(yán)重。
雷布斯在微博中提到了小米自研的這一整套系統(tǒng)包括17件專利，經(jīng)檢索，小米在去年9月份公開了這項(xiàng)“隔空充電”技術(shù)對應(yīng)的授權(quán)專利(CN107134817B)。不過從專利檢索的結(jié)果來看……
在檢索過程中，一向作為智能終端設(shè)計(jì)風(fēng)向標(biāo)的老大哥蘋果自然少不了參與其中。其實(shí)早在2010年，蘋果就申請了專利名稱為“本地計(jì)算環(huán)境中的無線功率利用”的發(fā)明專利(US9086864B2)。
而從專利給出的示意圖(如上圖)和說明書解釋來看，蘋果的隔空充電是通過“近場磁共振”技術(shù)建立起一個(gè)有效范圍 1 米的充電區(qū)域，而該無線充電技術(shù)可為桌面或移動等幾乎各種設(shè)備充電，如 iPhone和 iMac。而后，蘋果圍繞該充電技術(shù)在五大專利局和WO布局了29項(xiàng)同族專利，形成了系統(tǒng)性的專利網(wǎng)狀布局。
經(jīng)過進(jìn)一步專利檢索，發(fā)現(xiàn)華為公司早在2019年9月16日也提交過一項(xiàng)名為“一種具有保護(hù)功能的遠(yuǎn)距離激光自動充電系統(tǒng)”(申請?zhí)枺篊N201910869254.X)的發(fā)明專利申請，通過共同申請人可以看出，是華為技術(shù)有限公司和南京航空航天大學(xué)共同研發(fā)的技術(shù)。
這篇專利的主要技術(shù)思路是，通過對接收端光電池周圍布局角錐棱鏡并在發(fā)射端布局小尺寸硅光電池實(shí)現(xiàn)了激光系統(tǒng)的保護(hù)功能，解決了特定頻率光傳感器檢測特定頻率光源對準(zhǔn)難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。
根據(jù)專利文獻(xiàn)的詳細(xì)介紹，華為提出的激光無線手機(jī)充電系統(tǒng)如上圖所示，主要由兩部分組成：激光發(fā)射端和激光接收端。其中發(fā)射端包括激光器、雙目攝像機(jī)、可編程轉(zhuǎn)臺、硅光電池組、快門、控制器，而激光接收端包括光電池、808nmLED、微控制器、角錐棱鏡、DC-DC變換器、手機(jī)電池等組件。
同時(shí)，為了確保高功率激光充電的安全性，該發(fā)明專利提出了一種新的解決方案，即利用光傳播速度快的特性，直接在激光發(fā)射端測量來自接收端的反射光，在接收端和發(fā)射端分別對稱放置四個(gè)角錐棱鏡和硅光電池，并基于此來測量其反射。正常充電情況下，四個(gè)硅光電池接收到反射光，產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器進(jìn)行放大后分別輸入比較器與閾值進(jìn)行比較，最后比較結(jié)果經(jīng)閾值判斷維持快門打開。而一旦光路被遮擋，經(jīng)由角錐棱鏡反射回硅光電池的光減少，四個(gè)硅光電池輸出電流均減小，放大比較后快速切斷光路，同時(shí)將TTL信號反饋給控制器，關(guān)閉激光器。在10m距離處進(jìn)行光學(xué)反射的往返時(shí)間僅為60ns，硅光電池的響應(yīng)速度也在ns量級，同時(shí)控制器還接收來自手機(jī)的功率信息和來自保護(hù)系統(tǒng)的信號，控制激光器驅(qū)動電源的輸出功率及開通關(guān)斷，從而進(jìn)一步提高了激光充電的安全性。
不過根據(jù)公開渠道查到的消息，華為技術(shù)人員當(dāng)時(shí)在接受采訪時(shí)，指出目前尚未敲定充電功率、充電時(shí)間等。華為預(yù)計(jì)還需要至少兩到三年的時(shí)間才能看到激光無線充電技術(shù)投入商用。因此在2020年初專利公開時(shí)，華為認(rèn)為這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)目前還處于實(shí)驗(yàn)室階段。
其實(shí)華為所提出的激光充電在國外也早有先例。早在2016年，俄羅斯一家名叫“能源”的火箭航天公司做了一項(xiàng)特別的實(shí)驗(yàn)，它們利用激光為1.5公里以外的手機(jī)充電1小時(shí)。而在2018年的時(shí)候，國外研究人員又推出了“激光室內(nèi)無線充電”。通過紅外光譜的激光射向配備“能量電池”的電子設(shè)備進(jìn)行充電。并且這套系統(tǒng)的有效充電距離約為4.3米，能夠向97平方厘米的接收終端傳輸2W的電力。
而國內(nèi)廠商中，OPPO此前也發(fā)布過無線充電的概念視頻，從視頻畫面來看，其充電原理是通過隱形激光實(shí)時(shí)定位用戶的手機(jī)，同時(shí)發(fā)出動態(tài)光束，通過納米級光感側(cè)邊傳導(dǎo)至電池。如果手機(jī)不動，將會被鎖定，功率將會逐漸提升，實(shí)現(xiàn)更快的充電。一旦通路中斷，則會重新掃描。同時(shí)，配合反射裝置，手機(jī)在哪，電力就跟到哪，隔空充電，無線卻永遠(yuǎn)在線。
除了激光充電方案外，早在2017年專注于超聲波無線充電的科技公司uBeam(現(xiàn)更名SonicEnergy)首次展示了自家的無線充電技術(shù)，聲稱已開發(fā)出一種能將超聲波轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。其發(fā)電原理是uBeam設(shè)備發(fā)出超聲波，帶動一個(gè)“壓電式換能器”中“壓電晶體”的震動，產(chǎn)生電流。在15英尺(約4.5米)以內(nèi)，都可以為手機(jī)等設(shè)備供電。不過，這項(xiàng)技術(shù)也有局限，例如從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)需呈直線型放置，若發(fā)射機(jī)檢測到墻壁、窗戶或人體，充電則會立即停止。
而摩托羅拉趕在小米官宣前一天，也發(fā)布了自家的隔空充電技術(shù)，遠(yuǎn)大于當(dāng)前以Qi技術(shù)為主的接觸式充電。
摩托羅拉的這項(xiàng)充電技術(shù)可使手機(jī)不用接觸充電板，即可實(shí)現(xiàn)真正的無線快充，并且實(shí)現(xiàn)了可以多臺手機(jī)同時(shí)充電。不過通過測試畫面可以看到，當(dāng)用手擋住充電發(fā)射器后，兩部手機(jī)便停止了充電。
而從小米發(fā)布的演示視頻可以看出，小米本次采用的隔空充電技術(shù)不受異物遮擋影響。
官方表示不需要將手機(jī)擺放在固定位置，在手中玩、放在褲兜都能遠(yuǎn)距離無線充電。因此，雖然被人調(diào)侃只是“祖?zhèn)?V1A”，但其實(shí)同樣令人振奮，畢竟5W的充電功率實(shí)質(zhì)上已經(jīng)能夠滿足一些小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和智能穿戴設(shè)備的功率需求了。
雖然僅從演示視頻暫時(shí)無法準(zhǔn)確得知小米所采用的技術(shù)方案，但隨著各家廠商競相研發(fā)出各式各樣的隔空充電黑科技，以及后續(xù)各家專利技術(shù)的陸續(xù)公開，相信可以逐步看到更為詳細(xì)的技術(shù)方案，屆時(shí)可再對各家的專利技術(shù)以及專利布局策略展開深入的分析。
至少從當(dāng)前來看，隔空充電技術(shù)將會迎來百花齊放的競爭格局。技術(shù)就是堅(jiān)持不懈的探索以及對未來可能性的挖掘，而我們作為終端消費(fèi)者終將感受技術(shù)進(jìn)步帶來的便捷體驗(yàn)。
小米隔空充電技術(shù)演示視頻
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(來源：雷軍微博)
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雷軍：小米自研隔空充電技術(shù)，17項(xiàng)技術(shù)專利!
在無線充電領(lǐng)域，小米一直是業(yè)內(nèi)當(dāng)之無愧的領(lǐng)跑者，并且遙遙領(lǐng)先。
從2018年開始，小米已經(jīng)連續(xù)多次打破手機(jī)行業(yè)的無線充電紀(jì)錄。2020年8月，小米全球首發(fā)了80瓦無線秒充技術(shù)，充電效率幾乎媲美市面上最快的有線快充。今天，我們又實(shí)現(xiàn)了一次革命性的突破：正式發(fā)布隔空充電技術(shù)，并率先在小米11上實(shí)現(xiàn)!
試想，未來的充電方式是怎樣?也許一進(jìn)家門，不需要任何充電線、充電底座，無論將手機(jī)揣在兜里還是拿在手上，都能實(shí)現(xiàn)自動隔空充電。這種只存在于科幻電影中的場景，已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
自研隔空充電系統(tǒng)
17項(xiàng)技術(shù)專利
小米隔空充電，技術(shù)核心在于空間定位和隔空能量傳輸。自研的隔空充電樁內(nèi)置5個(gè)相位干涉天線，可以對手機(jī)進(jìn)行毫秒級空間定位，精準(zhǔn)探測手機(jī)位置。144個(gè)天線構(gòu)成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機(jī)。
在手機(jī)端，小米也自研了天線陣列的小型化設(shè)計(jì)，內(nèi)建「信標(biāo)天線」和「接收天線陣列」。信標(biāo)天線通過低功耗方式在空間場內(nèi)廣播位置信息，14根天線組成的接收天線陣列，將充電樁發(fā)射的毫米波信號，通過整流電路轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)科幻的隔空充電體驗(yàn)。
目前小米隔空充電技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)米半徑內(nèi)，單設(shè)備5瓦遠(yuǎn)距離充電。不僅于此，多設(shè)備也可以同時(shí)充電(每臺設(shè)備均支持5瓦)，甚至異物遮擋也不降低充電效率。
未來客廳
將全面進(jìn)入無線時(shí)代
不久后，小米自研隔空充電技術(shù)還可為智能手表、手環(huán)等穿戴設(shè)備隔空充電。未來客廳，音箱、臺燈等小型智能家居產(chǎn)品，都可以實(shí)現(xiàn)無線供電，徹底擺脫電線束縛，真正實(shí)現(xiàn)客廳無線化。
這，是無線充電的一次革命性創(chuàng)新
這，也是全屋無線化的一次大膽嘗試
這，不是科幻，而是科技
這，就是小米自研的隔空充電技術(shù)
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