Беспроводная передача энергии

Сотовые телефоны, фонарики и даже ноутбуки без проблем работают от аккумуляторов. Но ограниченный срок службы батарей до сих пор тормозит развитие медицинских устройств, внедряемых внутрь организма — кардиостимуляторов, зондов, других имплантатов. Инженеры близки к запуску производство миниатюрных интеллектуальных систем, выполняющих целый ряд диагностических и терапевтических функций. Но все эти поистине волшебные перспективы не могут воплотиться в жизнь без надежного источника питания. Радио-волновой и индуктивный методы передачи энергии используются весьма часто, но у них есть серьезные недостатки. Эффективность таких систем сильно зависит от местоположения источника и приемника питания, их движения относительно друг друга. Кроме того, диапазон используемых частот весьма ограничен.

Исследователи из Института Фраунгофера (Германия) разработали новый вариант беспроводной передачи энергии, основанный на использовании магнитного поля. Модуль передатчика, выполненный в виде магнитной муфты, вращается под действием электрического тока и создает подвижное магнитное поле. Магнитные гранулы в приемнике чувствуют это поле и тоже начинают вращаться, их движение преобразуется в электричество. Система позволяет передавать ток мощностью свыше 100 мВт на расстояние до 50 см. Модуль передатчика настолько компактный, что его легко закрепить на одежде пациента — к примеру, на поясе. Магнитное поле способно проникать сквозь различные материалы, в том числе и ткани организма. При этом негативное воздействие на здоровье сведено к минимуму. Таким образом, можно подавать питание на устройства, размещенные практически в любом месте тела.

Еще один важный плюс системы — положение модуля приемника можно отследить в любой момент времени, независимо от передачи энергии. Если генератор размещен внутри капсулы видеоэндоскопа, полученные изображения могут быть точно соотнесены с конкретным отделом изучаемого органа. А если приемник отвечает за дозированное введение лекарств, препарат может быть освобожден в конкретной точке. Как отмечает руководитель команды разработчиков доктор Хольгер Лаусч, модули приемников и передатчиков уже доступны в виде прототипов, масштабируемых по диапазону действия, размеру и работоспособности. Они могут найти применение не только в медицине, но и в строительстве и машиностроении, для подачи питания на беспроводные герметичные датчики внутри стен, мостов и других конструкций.