人工智能技术为无线电力传输铺平道路：迈向“无线”社会的重要一步。

无线电力传输（WPT）技术早已广泛应用于日常生活，从智能手机和生物医学传感器的充电到电磁炉的使用，无所不包。然而，这项技术仍存在一个主要局限性：负载变化时，输出电压容易波动，导致充电效率降低，并可能损坏设备。

原因在于，目前大多数无线电力传输系统都依赖于负载，这意味着功率传输效率很大程度上取决于被供电设备。例如，手机电池的电阻会随着电量的增加而变化，导致电压不稳定，从而减慢充电速度，甚至影响电池寿命。

日本一个研究团队提出了一种全新的方法：利用机器学习技术设计负载无关型（LI）无线电力传输（WPT）系统。这使得该系统能够保持稳定的电压和高效率，而无需考虑被充电设备特性的变化。

在手机电池充电领域，这意味着即使电池接近充满，能量也能持续安全地传输。对于电动汽车电池等更大、更复杂的应用而言，这一优势尤为重要，因为在充电过程中，负载可能会发生显著变化。

无线电力传输系统的工作原理是什么？

本质上，无线电力传输（WPT）基于电磁谐振现象，类似于无线电波或电视接收信号的原理。发射器通过在电感器和电容器之间振荡能量来产生特定频率的电磁波。当接收器调谐到相同频率时，两个电路发生谐振，从而放大发射的能量。

在无线电力传输系统中，这种谐振过程允许接收器吸收和存储能量，而不是像广播设备那样解码信号。

这项研究的突破在于人工智能如何直接参与设计过程。科学家们构建了一个无线电力传输系统的虚拟模型，然后让人工智能通过一系列模拟来观察和评估其性能。

人工智能持续分析诸如热量形式的能量损耗、电压稳定性以及电信号的“纯净度”等因素。通过反​​复试验，人工智能逐步优化电路结构，帮助系统在波动和能量损耗最小的情况下实现最高效率。

结果表明，电压波动幅度降低至仅5%，而传统负载相关系统的电压波动幅度为18%。同时，输电效率达到86.7%，远高于旧设计中约65%的最低水平。

迈向完全无线社会的一步。

该研究成果于2025年6月发表在享有盛誉的国际科学期刊《IEEE电路与系统汇刊》（IEEE Transactions on Circuits and Systems）上，该期刊是电气与电子工程领域的顶级期刊。论文第一作者、日本千叶大学讲师关谷博夫教授认为，这项研究的意义远远超出了传统无线充电的范畴。

“我们相信这是迈向真正无线社会的重要一步，”关谷博夫强调说。“由于其负载无关性，无线物理传输系统可以设计得更简单、更紧凑、更经济高效。我们的目标是在未来5到10年内将这项技术广泛应用。”

这项研究不仅为无线电力传输开辟了新的未来，而且还表明人工智能正在改变人类设计电路的方式，逐步迈向自动化电力电子设计时代，在这个时代，人工智能在技术创新中发挥着核心作用。