Un gruppo di ricercatori giapponesi dell’Università di Chiba ha messo a punto un innovativo sistema di trasferimento di energia wireless capace di mantenere stabile la potenza erogata indipendentemente dal carico collegato. Se questa novità, resa possibile grazie all’uso del machine learning, potrà essere integrata nei sistemi futuri, rappresenterà un passo concreto verso una società “full wireless”, dove la ricarica di dispositivi e veicoli avviene senza cavi, in modo rapido ed efficiente.
La tecnologia di trasmissione di energia senza fili (Wireless Power Transfer, WPT) è ampiamente utilizzata in moloteplici ambiti comuni, non solo con gli smartphone. Funziona sfruttando campi elettromagnetici che trasferiscono energia tra due bobine, ma nella pratica l’efficienza e la stabilità possono calare quando cambiano le condizioni di carico.
In molti sistemi tradizionali, per garantire prestazioni ottimali, i valori di induttori e condensatori devono essere calcolati con precisione a partire da equazioni teoriche basate su condizioni ideali. Tuttavia, fattori come tolleranze costruttive o variazioni ambientali possono generare instabilità e perdita dello “zero voltage switching” (ZVS), elemento chiave per l’efficienza.
Il team guidato dal professor Hiroo Sekiya ha proposto un approccio diverso: modellare il circuito WPT tramite equazioni differenziali che descrivono in dettaglio tensioni e correnti, includendo le caratteristiche reali dei componenti.
Queste simulazioni vengono risolte numericamente fino a raggiungere lo stato stazionario, e un algoritmo genetico — una forma di apprendimento automatico ispirata all’evoluzione naturale — ottimizza progressivamente i parametri per ottenere la massima stabilità, efficienza e minima distorsione.
Con il progetto ottimizzato dall’AI, le variazioni di tensionesono rimaste entro il 5% — contro l’oscillazione del 18% dei sistemi tradizionali. Nei test, il sistema ha fornito 23 watt di potenza con un’efficienza dell’86,7% alla frequenza di 6,78 MHz, mantenendo prestazioni elevate anche con carichi leggeri.
Secondo gli studiosi, questa stabilità è dovuta anche alla modellazione precisa della capacità parassita dei diodi, che ha permesso di ridurre le perdite nella bobina di trasmissione, mantenendole quasi costanti. I vantaggi non si limitano alla ricarica di dispositivi: un sistema WPT a funzionamento indipendente dal carico può essere più compatto, economico e versatile, aprendo la strada a un’adozione diffusa in contesti come l’elettronica di consumo, la mobilità elettrica e la robotica.
«Riteniamo che il nostro lavoro sia un passo significativo verso una società completamente senza fili», ha commentato Sekiya, aggiungendo che l’obiettivo è rendere questa tecnologia di uso comune entro 5-10 anni. Lo studio, che dimostra anche come l’AI possa migliorare la progettazione hardware combinando modelli fisici accurati e algoritmi evolutivi, è stato pubblicato su IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers e può essere consultato in FONTE.
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