钻石配激光,让无人机抛下大电池也能飞行

 人工智能技术     |      2018-11-26 20:00

▲LakeDiamond所开发的钻石具有良好的一致性和平行性,可以延伸数百米

11月26日消息,据国外媒体报道,瑞士一家名为LakeDiamond的公司利用自家开发的人工钻石和激光发生器相结合,产生高质量的远距离光束,从而能够实现对无人机的远距离无线充电。

目前无人机的数量正在成倍增加。据美国联邦航空管理局(FAA)称,到2022年将有70万架小型无人机在美国上空飞行,负责运送包裹、监控交通、检查桥梁,以及填补其他尚未发现的应用市场。为了更好地完成这项工作,每一台机器都需要电力来驱动螺旋桨和传感器。大多数无人机会从随身携带的电池中获取电能。有些可能直接使用电缆从电网中获取电能。

而且,如果一家瑞士公司能如愿以偿,那么在钻石的帮助下,一些无人机或将能够持续停留在空中。可能会继续留在高空。

激光实际上是通过钻石激发的。这种概念和科学电影中联邦星舰进取号提供动力的那种二锂晶体装置相比并不遥远。长期以来,激光一直被认为是直接向无人机提供电力的潜在解决方案,方法是将激光聚焦在无人机上的光伏电池。美国国防部高级研究计划局、美国陆军、独立研究小组和私营公司都在研究这个想法。

所有人都面临的关键挑战之一是,如何保证激光光束的质量不会随着距离的增加而下降,从而保证其为无人机提供持续且足够强的光线。瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology)旗下机构LakeDiamond的研究人员认为,他们的解决方案可能是二锂晶体。

他们已经开发出一种人造钻石,可以帮助激光束在更长的距离内保持其光照质量。他们说,这些钻石增强电源的地面供电网络可以让无人机飞得很远,而不需要浪费电力来拖着它们的大电池到处跑。

LakeDiamond首席执行官帕斯卡尔·加洛(Pascal Gallo)说,该公司实验室制造的钻石是一个光滑的小矩形,直接放在激光源的前面,其可以将一个低功率的激光二极管转换成光束。这种激光光束具有一致性和平行性,可以延伸数百米。钻石是极好的导热体,而且对光透明,可以通过产生大量热量的高密度激光束,然后将这些热量散去,让更多的能量通过。

腔内含有钻石的激光器可以产生非常强、几乎完美的光束,发散度极低,加洛说。

LakeDiamond研发的人造钻石比天然钻石更纯净。这种人造钻石由碳原子在晶体图案中分层制造,蚀刻在表面上的光栅产生镜像效果,从而决定了光束的宽度。该公司目前开发的测试系统使用1.55微米激光器产生4瓦的能量,相当于1万个激光指示器所需的电力。其可以为手掌大小、携带相机的小型无人机提供动力,在长达10米的距离内源源不断地提供动力。加洛说,下一步他们将能够为专业无人机提供100瓦的电力,最长距离可达100米,他们希望在未来几年实现这一目标。




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