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/
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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