⚡ Esta IA hace que la transferencia de energía inalámbrica sea más estable y eficiente que nunca
Publicado por Cédric,
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
Otros Idiomas: FR, EN, DE, PT
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
Otros Idiomas: FR, EN, DE, PT
Desarrollada por un equipo japonés, este enfoque podría acelerar la difusión de los sistemas de transferencia de energía inalámbrica. Al confiar a un algoritmo la optimización de los circuitos electrónicos, supera los límites de los diseños tradicionales y ofrece una estabilidad sin precedentes. Un avance tanto para la electrónica de consumo como para los dispositivos médicos.
El aprendizaje automático al servicio del diseño
En lugar de basarse únicamente en modelos analíticos, los investigadores simularon numéricamente el comportamiento de los componentes, incluyendo sus defectos. Un algoritmo genético probó automáticamente millones de combinaciones para encontrar la configuración ideal.
El sistema evalúa cada diseño según tres criterios: la estabilidad del voltaje de salida, el rendimiento energético y la calidad de la señal eléctrica. El algoritmo refina progresivamente el circuito hasta alcanzar un rendimiento óptimo, independientemente de la carga conectada.
Como indica el equipo en IEEE Transactions on Circuits and Systems I, es la primera vez que un diseño de este tipo se realiza completamente por inteligencia artificial y se valida experimentalmente.
Rendimiento validado en condiciones reales
Las pruebas experimentales confirman la superioridad del sistema optimizado por inteligencia artificial. Mientras que un sistema convencional puede ver variar su voltaje de salida hasta un 18%, el nuevo diseño limita estas fluctuaciones a menos del 5%. Esta estabilidad permite proteger las baterías de los dispositivos electrónicos modernos.
El rendimiento energético también alcanza un nivel impresionante del 86,7%, un valor que se mantiene incluso cuando la potencia demandada es baja. Este rendimiento es posible gracias a un modelado fino de las pérdidas, especialmente las relacionadas con las capacidades parásitas de los semiconductores.
Un análisis detallado de las pérdidas de energía muestra que la bobina de transmisión disipa una potencia casi constante. Esta regularidad resulta directamente de la capacidad del sistema para mantener una corriente de salida estable en diferentes condiciones de funcionamiento, demostrando la robustez del diseño.
Para saber más: ¿Cómo funciona una transferencia de energía inalámbrica?
La transferencia de energía inalámbrica se basa en un principio físico fundamental descubierto en el siglo XIX: la inducción electromagnética. El proceso comienza cuando una corriente eléctrica alterna recorre una bobina emisora, generando a su alrededor un campo magnético que oscila a alta frecuencia. Cuando una segunda bobina, llamada receptora, se encuentra cerca de este campo, capta estas oscilaciones magnéticas que inducen entonces en su interior una corriente eléctrica.
La eficiencia de esta transferencia mejora considerablemente gracias al fenómeno de resonancia magnética. Los dos circuitos, emisor y receptor, están precisamente sintonizados en una frecuencia de resonancia idéntica. Esta sincronización permite al sistema concentrar la energía electromagnética en un espacio definido, reduciendo las pérdidas y permitiendo distancias de transferencia mayores que con la inducción simple.
Esta tecnología encuentra hoy aplicaciones concretas en numerosos ámbitos. Ya alimenta nuestros smartphones y algunos dispositivos médicos implantables, ofreciendo mayor comodidad y seguridad. La industria automotriz desarrolla activamente sistemas de carga por inducción para vehículos eléctricos, mientras que el Internet de las cosas encuentra en ella una solución elegante para alimentar sensores sin batería.