ドローンをバッテリ無しで空へ飛ばす!長距離ワイヤレス給電システムの開発!

日々進化し続けるドローン。将来的に荷物の配達や建物の防犯、人が行けない危険な場所のチェックなど様々な応用が考えられています。ですが一つの問題はバッテリ。空を飛ぶという非常にエネルギーを必要とする機械のため、長時間飛行させるためには、バッテリの重量を少なくしつつ、バッテリを大容量化するという必要があります。ですが、バッテリを積まないという選択肢もあったようです。

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飛行しながら給電!

インペリアル・カレッジ・ロンドンの研究チームは、バッテリを積まないドローンを飛行させたと報告した。

もちろんドローンを飛ばすためには、電気が必要となる。

そこで彼らは飛行しつつワイヤレスで給電するというというシステムを考案したのだ。

彼らが使った技術は「電磁結合」と呼ばれる技術だ。

この技術は100年以上前にニコラ・テスラにより発見された技術だ。

二つの銅のコイルを用い、一方のコイルに電気を流し、磁界を作り出し、もう一方のコイルがその磁界を受け取ると電気が流れる仕組みである。

つまり電線が無くとも、3次元空間のどこでもエネルギーを供給することができるわけだ。

この技術は現在ICカードなどに利用されており、急速に利用が広まっている技術の一つだ。

電磁結合でドローンが飛ばせるか?

研究チームはこの電磁結合の技術を使い、ドローンを飛ばせることを証明するため、4枚の回転翼をもつ直径12 cmほどのドローンからバッテリを取り外し、電磁結合用のデバイスを組み込んだ。

デバイスには銅のリングが組み込まれており、これが電気を受け取るアンテナとして働く。

電気を供給するデバイスをこのドローンの下に置き、交流電流を流すと、このアンテナに電気が流れ、直流電流としてドローンに電気を供給する。

実際にこの方式を使い、彼らはドローンが空を飛ぶことができることを実証したのだ。

課題点

だが課題点はまだまだある。

今回、ドローンが飛び上がったとはいえ、その高さは10 cmに過ぎない。

実際の利用には、もっと高く飛び上がる必要があり、商業化できるレベルではない。

だが彼らは1年程度で商業化できると推測している。

もしこのように離れた場所から電気を供給することができれば、ドローンだけでなく、様々な用途に利用できると推測される。

用途に関して

これまでドローンの飛行時間に制限を与える要因としては、やはりバッテリである。

一度に貯めておける電気の量は限られ、そのため飛行時間に制限が出てしまう。

また貯めた電気を使いきってしまった場合は、給電しなければならず、その時間はドローンを飛行させることはできない。

そのため、常時給電できるシステムができれば、防犯監視システムや災害救助などの利用が急速に発達することだろう。

長距離の電力供給システムとして考えると、ドローンだけの用途に止まらない。

例えばペースメーカーやウェアラブルデバイスセンサーのように常時機能していなければいけないものに対して、常時給電することができるようになれば、インプラントセンサーなどのデバイスにおいても大きな前進となるだろう。

これまでいかに省電力化し、バッテリを効率よく使うかということが課題になっていたが、長距離で電気を供給することができれば、そのような問題は一気に解決するわけである。

今後急速に発展しそうなワイヤレス給電システム。

いかなる未来を切り開くのだろうか。

現在、ワイヤレス給電というとスマートフォンやスマートウォッチ、モバイルバッテリを置いておくだけで充電できるシステムが販売されています。ですが究極の目標は充電しなくても常時使えるシステムと考えると、いかにワイヤレスで電気を供給するかということが課題となることでしょう。現代では電子機器が増え、またスマートフォンやウェアラブルデバイスが急速に発展していることから、長距離給電システムが開発されれば、様々な技術に利用されることと思います。

その際に課題となるのは、どれくらいの量の電気を送ることができるのかということだと思います。大きなものを動かそうとすれば、それだけ大容量の電気を送らなければなりません。電磁波を使ったり、今回のように磁界を使った方式が考案されていますが、人間や他の電子機器に影響があることも考えられます。いかに大容量の電気を他のものに影響を与えず安全に送ることができるか、それはかなりハードルの高いことかもしれませんし、法規制も必要となることでしょう。

しかしそのハードルを超えていくのが科学技術でしょう。今回の技術が是非とも新しい未来を切り開いて、よりよい世界にする技術になることを願っています。

元記事はこちら(Flying drones could soon re-charge whilst airborne with new technology)

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