飞行中的无人机、正在移动中的智能机器人等智能硬件设备，未来或将摆脱传统电池和有线充电设施的束缚，实现远程隔空充电。这一科幻小说中描述的场景，正逐步走向现实。

近日，西安电子科技大学教授李龙课题组与中国科学院院士、东南大学教授崔铁军课题组携手，共同研发出一种自适应无线传能技术。该技术采用类似Wi-Fi的无线传输方式，能够实时、高效地将无线能量聚焦并传输到动态的终端设备上，实现无电池供电的感知、计算和通信。

李龙表示，这项研究是针对无线传能、感知、通信一体化领域的探索，未来有望为万物智联的传感器设备提供无线供电解决方案。相关研究成果已在《自然·通讯》上发表。

随着无人机在高空拍摄、物流配送、农业植保、应急救援等领域的广泛应用，以及机器人、可穿戴设备等智能硬件的普及，续航能力成为制约其进一步发展的关键因素。无线能量传输技术的突破，为这些智能设备提供了可靠、持久的能源供给方案。

据李龙介绍，研究团队构建了一种基于双频超表面和卷积神经网络近场定位的自适应无线传能网络。该网络能够同步进行目标感知定位和波束调控，实现自适应追踪的无线能量传输。这一研究在动态无线能量传输和无线定位领域取得了突破性进展。

传统的无线充电技术主要依赖于近距离、接触式的电磁谐振感应，其效率和适用范围受到空间、距离、环境、设备等因素的制约。而李龙课题组研究的基于电磁超表面的辐射式无线能量传输与接收技术有望突破这一瓶颈。该技术能够智能化调整电磁波传输参数，提高无线能量传输效率，精准且高效地为设备输送能量。

与传统的无线充电方式相比，自适应追踪的无线能量传输技术能够支持无人机、智能机器人等终端设备在移动过程中进行稳定、高效的非接触式无线充电。这一技术的突破将促进信息超表面研究沿着智能化、多功能方向发展。

为实现远程隔空充电，精准定位移动中的智能设备至关重要。研究团队利用超表面能量接收整流过程中产生的二阶谐波作为定位信号进行反馈，结合超表面时空编码技术和卷积神经网络，在单发单收系统上实现了3厘米分辨率的近场定位精度。

研究团队还构建了一款双频共口径的可编程超表面，用于实现全双工的辐射调控和目标感知。他们设计了用于无线供电的传感器终端，对射频能量进行高效收集和直流转换，实现无电池的环境数据感知和计算，并将感知的数据通过蓝牙上传。最终，利用双频超表面上的阵列对来自终端设备的定位信号进行时空编码调制，通过卷积神经网络终端实现快速分类及精确获取位置信息。

在这一系统中，超表面不仅能实现精确的目标定位，还能根据实时变化的环境和目标进行灵活的能量聚焦，实现跟踪式隔空输能。无线充电技术的前景广阔，随着规模化生产和技术升级迭代，其应用成本将逐步降低，为大型智能仓储、可植入医疗设备及低空经济等领域提供更便捷的充电解决方案。

李龙表示，研究团队通过引入信息超材料技术，为非接触式设备能量信息同传提供了一套高效且可行的解决方案。这一探索不仅能拓宽学术视野，更有望加速无线充电技术在未来应用场景中的实践与普及。自适应无线传能技术将推动6G物联网、信息超表面、智能无人机等行业的发展，具有巨大的应用潜力。

（文章来源：科技日报）