Negli ultimi anni, l’idea di un mondo “full wireless”, dove ogni dispositivo può ricaricarsi senza l’uso di cavi, è diventato un obiettivo concreto. Eppure, la tecnologia di trasmissione di energia senza fili, nota come Wireless Power Transfer (WPT), pur essendo già presente in molti prodotti, soffre ancora di un limite cruciale. Ovvero la stabilità e l’efficienza calano quando le condizioni di carico variano. Il principio alla base del WPT si basa sul trasferimento di energia tramite campi elettromagnetici tra due bobine. Nei sistemi convenzionali, per ottenere prestazioni ottimali, i valori di induttori e condensatori vengono calcolati in base a modelli teorici che assumono condizioni perfette. Nella realtà, però, piccole differenze costruttive o cambiamenti ambientali possono rompere tale equilibrio. Causando così la perdita dello “zero voltage switching” (ZVS) e una diminuzione dell’efficienza energetica.
Ricarica wireless: novità AI dal Giappone
In tale scenario si inserisce il lavoro di un gruppo di ricerca giapponese dell’Università di Chiba, guidato dal professor Hiroo Sekiya. La loro proposta parte da una constatazione: se i calcoli ideali non bastano, serve modellare il sistema in modo che rifletta con precisione le caratteristiche reali dei componenti. Il team ha quindi descritto il circuito WPT tramite equazioni differenziali che includono dettagli su tensioni, correnti e capacità parassite. Tali modelli sono stati poi risolti numericamente fino a raggiungere lo stato stazionario. Ciò lasciando che un algoritmo genetico, una forma di intelligenza artificiale, affinasse i parametri. Al fine di ottenere massima stabilità e minima distorsione.
I test hanno confermato l’efficacia dell’approccio. Il sistema ottimizzato dall’AI ha mantenuto le variazioni di tensione entro il 5%, contro l’oscillazione del 18% dei sistemi tradizionali. Alla frequenza di 6,78 MHz, ha erogato 23 watt di potenza con un’efficienza dell’86,7%. Secondo gli autori, il segreto di tale stabilità sta anche nella modellazione accurata della capacità parassita dei diodi. Intervento che ha ridotto in modo significativo le perdite nella bobina di trasmissione. Con tali premesse, l’innovazione presentata potrebbe rendenere possibile la diffusione di sistemi di ricarica wireless. Ciò non solo nell’elettronica di consumo, ma anche nella mobilità elettrica e nella robotica.
