⚡ Esta IA torna a transferência de energia sem fios mais estável e eficiente do que nunca

A inteligência artificial está a enfrentar um dos principais obstáculos do carregamento sem fios: a sua falta de fiabilidade. Um método de conceção totalmente automatizado permite agora garantir uma tensão estável, independentemente do dispositivo alimentado.

Desenvolvida por uma equipa japonesa, esta abordagem pode acelerar a difusão dos sistemas de transferência de energia sem fios. Ao confiar a um algoritmo a otimização dos circuitos eletrónicos, ultrapassa os limites das conceções tradicionais e oferece uma estabilidade inédita. Um avanço para a eletrónica de consumo e para os dispositivos médicos.

Aprendizagem automática ao serviço da conceção

Em vez de se basear apenas em modelos analíticos, os investigadores simularam numericamente o comportamento dos componentes, incluindo os seus defeitos. Um algoritmo genético testou automaticamente milhões de combinações para encontrar a configuração ideal.

O sistema avalia cada conceção segundo três critérios: a estabilidade da tensão de saída, o rendimento energético e a qualidade do sinal elétrico. O algoritmo aperfeiçoa progressivamente o circuito até atingir desempenhos ótimos, independentemente da carga conectada.

Como indica a equipa na IEEE Transactions on Circuits and Systems I, é a primeira vez que uma conceção deste tipo é conduzida inteiramente por inteligência artificial, e validada experimentalmente.

Desempenhos validados em condições reais

Os testes experimentais confirmam a superioridade do sistema otimizado por inteligência artificial. Enquanto um sistema convencional pode ver a sua tensão de saída variar até 18%, a nova conceção limita essas flutuações a menos de 5%. Esta estabilidade permite proteger as baterias dos dispositivos eletrónicos modernos.

O rendimento energético atinge também um nível impressionante de 86,7%, um valor mantido mesmo quando a potência solicitada é baixa. Este desempenho é possibilitado por uma modelização fina das perdas, nomeadamente as relacionadas com as capacidades parasitas dos semicondutores.

Uma análise detalhada das perdas de energia mostra que a bobine de transmissão dissipa uma potência quase constante. Esta regularidade resulta diretamente da capacidade do sistema em manter uma corrente de saída estável em diferentes condições de funcionamento, provando a robustez da conceção.

Para ir mais longe: Como funciona uma transferência de energia sem fios?

A transferência de energia sem fios baseia-se num princípio físico fundamental descoberto no século XIX: a indução eletromagnética. O processo começa quando uma corrente elétrica alternada percorre uma bobine emissora, gerando à sua volta um campo magnético que oscila em alta frequência. Quando uma segunda bobine, designada recetora, se encontra próximo deste campo, capta estas oscilações magnéticas que induzem então no seu interior uma corrente elétrica.

A eficiência desta transferência é consideravelmente melhorada graças ao fenómeno de ressonância magnética. Os dois circuitos, emissor e recetor, estão precisamente sintonizados numa frequência de ressonância idêntica. Esta sincronização permite ao sistema concentrar a energia eletromagnética num espaço definido, reduzindo as perdas e autorizando distâncias de transferência maiores do que com a indução simples.

Esta tecnologia encontra hoje aplicações concretas em numerosos domínios. Alimenta já os nossos smartphones e alguns dispositivos médicos implantáveis, oferecendo um conforto e uma segurança acrescidos. A indústria automóvel desenvolve ativamente sistemas de carregamento por indução para veículos elétricos, enquanto a Internet das Coisas encontra aqui uma solução elegante para alimentar sensores sem bateria.