我国新突破：无人机技术革新，实现边飞边充电！

在当今科技迅速发展的时代，科学家们正在不断探索新的能源技术，以满足日益增长的能源需求。最近，我国的科学家们在动态无线充电领域取得了显著的进展，开发出一种新的充电技术，有望实现无人机等移动设备在飞行中的边飞边充电。

在这项研究中，西安电子科技大学的研究团队在无线能量传输和定位方面取得了突破， 他们成功地开发出了一种名为“无人机+双频超表面”的组合技术，能够实现无线传能、感知定位与通信的一体化，并在近期发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

一、无人机有望实现边飞边充电

01.探索动态无线充电的新方案

传统的电子设备，如手机、无人机等，通常依赖电池供电，而电池的充电过程往往需要将设备连接到充电器上进行充电， 这种方式不仅繁琐，而且在移动过程中充电效率低。然而，随着无线充电技术的发展，无人机等移动设备有望实现边飞边充电。

辽宁科技大学的周建华院士曾探讨用经济的电能取代昂贵的石油，认为先进的无线电能传输有可能为无人机这些小型空中载体提供源源不竭的电力供应。

02.新技术能够解决动态无线充电的难点

在此背景下，西安电子科技大学的李龙教授课题组首先提出了基于超表面动态无线电能传输的方案，并在此基础上，首次提出了将动态无线电能传输与目标定位相结合的概念，成功探索出无线能量传输、目标定位与通信三者的耦合。

通过对超表面进行亚波长尺度的结构调制，该团队能够使超表面根据环境和目标进行动态地、实时地调节，从而实现对能量的精准聚焦。

李龙教授表示，现有的无线充电技术主要针对静止物体，对于移动物体的充电效率较低，而此项新技术可以支持动态目标的识别和能量传输， 即使是在飞行中，也能实现高效的充电。

二、我国一新成果有望让无人机边飞边充电

(一)动态无线充电的原理

在日常生活中，我们会发现很多电子设备，如手机、平板电脑等，都是通过电池供电的。然而，传统的充电方式往往需要将设备插入充电器进行充电， 这种方式不仅不够方便，还容易造成设备损坏。

而新型的动态无线充电技术则通过电磁场的作用，将电能以非接触的方式传输给电池， 使设备无需直接接触充电器即可自动充电，它还通过超表面技术可以实现更加精准的电能传输，提高充电效率。

值得一提的是，目前的无线电能传输技术已经能够支持静止物体的无线充电，但对于移动物体的充电效率却较低。这是因为移动物体在移动过程中，无法精准地将电能传输到设备上，导致充电效率降低。

而新技术则通过超表面的技术，通过对超表面进行亚波长尺度的结构调制，可以使超表面根据环境和目标进行动态地、实时地调节，从而实现对能量的精准聚焦。这种技术的优势在于可以根据目标的变化，自动调整能量的传输方向和强度，从而实现对移动物体的高效充电。

(二)新成果的优势及应用前景

【优势】

>>>超表面可以根据不同的目标动态调整能量聚焦

在传统的无线电能传输中，由于目标的高速移动，传输的电能往往无法有效地集中于目标设备上， 导致充电效率低下。而新技术采用了超表面技术，能够根据目标的实时变化，动态调整能量的聚焦点和强度，从而实现对移动物体的高效充电。

这种超表面具有高功率密度和高效率的特点，能够快速地将电能聚焦到目标设备上，提高充电效率。

>>>突破了动态无线充电的局限性

动态无线充电技术的应用前景非常广阔，除了无人机之外，在未来，我们可以在很多场景中看到它的身影，例如： 无人驾驶汽车、移动机器人等领域，都可以应用这一技术，大大提高了设备的续航能力和工作效率。同时，在军事、航天等领域也可以发挥其独特的优势，提供更加高效、可靠的电能供应。

三、执着科研耕耘，西电李龙团队攻克发展瓶颈

(1)科研专注动态无线充电的研究

针对这些问题，李龙教授课题组历时五年， 在探索无线充电的动态跟踪系统方面进行了深入的研究，他们利用超导超表面技术实现了 移动目标和无线充电之间的精准耦合，并自主研发了一套高效、精准的动态跟踪系统，大幅提高了动态无线充电的效率，为无人机等移动设备提供了更加优质的电能供应解决方案。

(2)科研成果不断更新，前景广阔

得益于课题组的科研探索，该团队也实现了多个关键技术突破， 如高效的超表面设计、高精度的动态跟踪系统、超导材料的应用等。这些技术的突破，不仅为动态无线充电技术的发展打下了坚实的基础，同时也为未来的科研探索提供了更多的可能性。

同时，研究团队的科研成果也得到了广泛的认可和应用，目前已经有多家企业和机构与该团队合作，开展相关的技术研发和应用。

四、动态无线充电的探索之路，依然漫长

在当今科技迅速发展的时代，科学家们正在不断探索新的能源技术，以满足日益增长的能源需求。最近，我国的科学家们在动态无线充电领域取得了显著的进展，开发出一种新的充电技术，有望实现无人机等移动设备在飞行中的边飞边充电。

在此背景下，西安电子科技大学的李龙教授课题组提出了基于超表面动态无线电能传输的方案，并在此基础上，首次提出了将动态无线电能传输与目标定位相结合的概念，成功探索出无线能量传输、目标定位与通信三者的耦合，并研发出了一套高效、精准的动态跟踪系统，为无人机等移动设备提供了更加优质的电能供应解决方案。

［延伸观点］

01.格局更大的动态无线充电或可落地于智慧城市基础设施

此外，这种动态无线充电技术还有可能为未来的智能城市提供更多的可能性， 在未来，我们可以在城市的公共场所、交通枢纽等场所，设立无线充电设备，为行人、车辆等提供便捷的充电服务。随着技术的发展，可能会出现新的无线充电标准和认证机构，从而进一步推动无线充电技术的普及和应用。

02.动态无线充电的前景很大，或可改变现有的充电模式

动态无线充电技术的应用前景非常广阔，除了无人机之外，我们还可以在很多场景中看到它的身影，例如：无人驾驶汽车、移动机器人等领域，都可以应用这一技术，大大提高了设备的续航能力和工作效率。同时，在军事、航天等领域也可以发挥其独特的优势，提供更加高效、可靠的电能供应。

03.动态无线充电或可促进可再生能源的利用

通常情况下， 能源的使用效率较低，大部分能源在转化过程中会产生大量的浪费。而动态无线充电技术通过优化电能的传输路径和方式，能够实现更加高效的电能利用， 不仅可以减少能源浪费，还可以降低对传统化石能源的依赖。

这对于推动可再生能源的发展、减少环境污染等方面具有重要意义，同时还可以为未来的可持续发展提供更多的可能性。

04.动态无线充电可为无电地区提供新的解决方案

对于一些远离电网、缺乏电力供应的地区，传统的电力基础设施建设需要投入大量的资金和人力，而动态无线充电技术的应用可以为这些地区提供新的解决方案。 通过在适当的位置设置无线充电装置，能够为无人机等设备提供电力供应，大大降低了传统电力基础设施的建设需求，为偏远地区的发展提供更多的可能性。

总之，西电李龙教授团队在动态无线充电领域的探索和研究，为我们提供了更多的思考和借鉴，也为未来的科研探索和应用提供了有力的支持。希望他们在未来的科研探索中能够取得更多的突破，为我国的科技创新和发展做出更多的贡献。