無人機終有一天將改變我們收發(fā)快遞，監(jiān)測農(nóng)作物和逮捕嫌犯的方式。但是人們暢談未來時，常常把無人機的硬傷避而不談——大多數(shù)無人機的續(xù)航只能維持十五分鐘，之后就必須有人為他們更換電池或者插上充電線。

　　目前身在西雅圖的華盛頓大學教授約書亞˙史密斯想改變這種尷尬局面。今年五月，他創(chuàng)辦了一家名為“Wibotic”的公司，旨在讓無人機(與地面機器人)在充電時擺脫笨拙的電線與變壓器。一臺處于低電量狀態(tài)的機器人將自動到達充電站附近半米處。“LaserMotive”，另一家立足于西雅圖的公司，展現(xiàn)出了更大的野心。他們正在開發(fā)一套利用激光和光伏電池為仍在空中的無人機充電的系統(tǒng)。

　　無線供電的想法最早可追溯到一個世紀之前。1893 年，交流電之父尼古拉˙特斯拉，就在芝加哥哥倫布紀念博覽會(世博會)的一個房間內(nèi)向人們演示了如何穿過一個房間使未連接導線的燈泡發(fā)光。而這與他宏大的野心相比僅僅是雕蟲小技而已。他聲稱相信能利用高塔與氣球?qū)㈦娔軅鬏數(shù)绞澜绺鞯兀踔琳f服了摩根重新資助其項目。

　　可惜項目失敗了，正如大多數(shù)科學家們所預測的(特斯拉是一個杰出的科學家，但也是個愛出風頭的家伙)。更多務實的遠程供電研究現(xiàn)在再次引起人們的注意。作為先驅(qū)，特斯拉的技術(shù)現(xiàn)如今被用于手機的無線充電，而研究人員也正準備將其應用在電器用具，軍事裝備(如 HUD)和醫(yī)療器材上(如人工心臟)。一家名為 HIS 的市場調(diào)研公司預計，現(xiàn)在的無線供電機器的市場規(guī)模將從現(xiàn)在的每年 5 億美元在下個十年里增長30 倍。

　　標準問題

　　除了激光技術(shù)，大多數(shù)無線充電產(chǎn)品都是基于電磁感應原理制成，即讓交流電經(jīng)過線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)有另一線圈接收磁場并轉(zhuǎn)化為電能。如果接收線圈與發(fā)送線圈相對且相互緊靠，大多數(shù)電力能被接收方吸收。，如果將兩者分開數(shù)毫米或沒有對準，充電效率將大幅降低。

　　像這樣的電感耦合系統(tǒng)在電動牙刷上得到了非常好的應用。但想通過一個簡單的充電站讓無人機飛在其上空充電則是非常不切實際的。Wibotic 給出的解決方案是在簡單的收發(fā)線圈中加入調(diào)諧電路。當這些電路被調(diào)諧到相同的諧振頻率，它們能更有效的交換能量。這使得無線傳輸?shù)姆秶鷶U大到線圈的直徑甚至更遠。除了被用于無人機，這種工作方式的充電器可制造成碗型，以應用在智能手表上，或者干脆集成在桌面上。

　　像感應本身，諧振感應并不是一個新的想法(特斯拉在維多利亞時代就展示了如何使用它)，但這些進行了針對性的優(yōu)化?，F(xiàn)代諧振電路能在飛行時改變它們的電特性。因此，Wibotic 承諾他們的設備能應付不穩(wěn)定的無人機及在大風天氣使用。無線充電允許設備具有防水防塵的特性。大型電子公司飛利浦演示了一個集成于柜臺內(nèi)的無線食物處理器。

　　為了能使無線充電名副其實，各個設備間需要通力合作。這意味著要有一個統(tǒng)一的工業(yè)標準。不幸的是，早在 1890 年代，隨著交流電(由特斯拉推動)與直流電(由愛迪生推動)之間的競爭，無線充電標準分裂為三個。

　　首先，是由超過 200 家科技公司組成的無線充電聯(lián)盟指定的 Qi 標準。它的工作電壓大約 5 瓦，一個最適合手機充電用的功率。其次是 PMA (Power Matters Alliance)，Qi 標準的直接競爭對手。最后是 Rezence ，由 A4WP 設計，允許更高的功率。而在這個月初，PMA 與 A4MP 的合并使得局勢更加撲朔迷離。蘋果公司是個例外，它在 Apple Watch 上搭載的無線充電器不遵循以上任何標準。

　　通常來講，標準之爭的勝負不由技術(shù)優(yōu)劣決定，而在于誰能更快推出并搶占市場。這種情況下三位競爭者都有機會。Qi 是適應于手機的無線充電標準，支持多于80 種型號的手機。Qi 也被一些宜家公司生產(chǎn)的平裝桌子及床頭燈所支持。

　　然而，在快餐市場卻是PMA 一家獨大。在美國符合其充電標準的餐廳包括麥當勞與星巴克等數(shù)百家，這對于想在用餐時順便為手機充電的用戶購買其配件有巨大吸引力。甚至是還沒有實際應用的 Rezence ，也在加速研發(fā)。世界上最大的硅芯片制造商英特爾，在下一代微處理器上將 Rezence 標準整合到電腦及平板上。

　　幸運的是，對于消費者來說，某些手機及配件已經(jīng)開始支持兩個或三個標準。一家無線充電配件廠商，A4WP聯(lián)盟的創(chuàng)始成員 WiTricity 總裁 Alex Gruzen 認為，英特爾的加入將徹底扭轉(zhuǎn)局面，正如 2003 年英特爾的加入使 WiFi 贏得無線網(wǎng)絡標準一樣。

　　特立獨行的特斯拉

　　無線充電不會僅僅用于手持設備，電動汽車的興起成為無線充電的第二戰(zhàn)場。汽車廠商們盡量防止標準之爭再起。汽車工程師協(xié)會在與各廠商協(xié)商之后，將標準統(tǒng)一為功率 20 千瓦及工作頻率 85 千赫茲。

　　第一輛符合這項標準的汽車將在 2017 至 2018 年推出。諷刺的是，特斯拉汽車并不在此標準之內(nèi)。特斯拉公司總裁埃隆馬斯克對無線充電的興趣并不大。他認為與他的「超級充電樁」相比，無線充電效率低下，功率不足。超級充電樁的功率為無線充電的六倍，并已部署數(shù)百座，遍布世界各地。

　　定點充電站，無論是有線無線，都不是人們追求的極限。高通公司，與戴勒姆汽車公司合作研發(fā)了 Halo 無線充電套件，希望將無線充電集成到道路上。這勢必將使電動汽車廠商們展開新的競爭。電動汽車的續(xù)航范圍內(nèi)必須要有數(shù)量合理的充電設施，而電池是整部汽車成本最高的組件，無線充電的普及意味著電池容量可以適當減小進而使成本下降。電動公交車已經(jīng)遍布意大利，韓國，英國與美國加州部分地區(qū)，而如今它們就是采取地下無線充電的方式。

　　如果方便快捷的無線充電器能使汽車廠商減少一半的電池，那電動汽車的售價將降低數(shù)千美元。這將對電動交通工具的市場有巨大的好處。尼古拉˙特斯拉的跨洲際無線輸電計劃失敗了，但是他的騙局也許會在某種同樣戲劇化的層面上成功：讓全世界的道路交通工具無碳化。