Dũng Đỗ
Writer
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Chiba (Nhật Bản) đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phát triển một phương pháp mới, giúp thiết kế các hệ thống truyền tải điện không dây (WPT) có hiệu suất và độ ổn định vượt trội. Thành tựu này được xem là một bước tiến quan trọng, hứa hẹn sẽ mở đường cho việc áp dụng rộng rãi công nghệ sạc không dây trong tương lai.
Công nghệ truyền tải điện không dây (WPT) đã trở thành một phần quan trọng của nhiều thiết bị, từ điện thoại thông minh, cảm biến y sinh cho đến bếp từ. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất của công nghệ này là việc khó có thể duy trì một nguồn điện ổn định khi phụ tải điện (tổng công suất tiêu thụ của các thiết bị) thay đổi. Điều này làm cho hiệu suất của hệ thống bị ảnh hưởng đáng kể.
Để giải quyết vấn đề này, một nhóm các nhà nghiên cứu do giáo sư Hiroo Sekiya dẫn đầu đã sử dụng học máy để có thể thiết kế ra các hệ thống truyền tải điện ít phụ thuộc vào phụ tải hơn.
Thay vì phải trải qua các quá trình thử nghiệm tốn kém trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình ảo của hệ thống và cho AI quan sát các mô phỏng. Dựa trên các tiêu chí như lượng năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt, AI sẽ sử dụng phương pháp "thử và sai" để tự động tối ưu hóa thiết kế của hệ thống.
Kết quả thực sự ấn tượng. Bằng phương pháp mới này, các nhà nghiên cứu đã giảm được mức độ biến động điện áp xuống chỉ còn 5%, so với mức 18% của các hệ thống thông thường. Đồng thời, họ cũng đã tăng hiệu suất truyền tải năng lượng lên tới 86,7%, cao hơn rất nhiều so với mức 65% của các hệ thống cũ.
Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí IEEE Transactions on Circuits and Systems, không chỉ có ý nghĩa trong việc sạc các thiết bị không dây. "Đây là một cột mốc để có thể xây dựng một xã hội hoàn toàn sử dụng truyền điện không dây," giáo sư Hiroo Sekiya cho biết.
Mục tiêu của nhóm là làm cho công nghệ WPT có thể trở nên phổ biến trong vòng 5 đến 10 năm tới. Nghiên cứu này cũng là một minh chứng mạnh mẽ cho thấy khả năng của AI trong việc cải thiện và tự động hóa các quy trình thiết kế mạch điện phức tạp, góp phần tạo ra những thiết bị điện tử hiệu quả và mạnh mẽ hơn trong tương lai.
Bài toán về sự ổn định
Công nghệ truyền tải điện không dây (WPT) đã trở thành một phần quan trọng của nhiều thiết bị, từ điện thoại thông minh, cảm biến y sinh cho đến bếp từ. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất của công nghệ này là việc khó có thể duy trì một nguồn điện ổn định khi phụ tải điện (tổng công suất tiêu thụ của các thiết bị) thay đổi. Điều này làm cho hiệu suất của hệ thống bị ảnh hưởng đáng kể.
Để giải quyết vấn đề này, một nhóm các nhà nghiên cứu do giáo sư Hiroo Sekiya dẫn đầu đã sử dụng học máy để có thể thiết kế ra các hệ thống truyền tải điện ít phụ thuộc vào phụ tải hơn.
Khi AI trở thành kỹ sư thiết kế
Thay vì phải trải qua các quá trình thử nghiệm tốn kém trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình ảo của hệ thống và cho AI quan sát các mô phỏng. Dựa trên các tiêu chí như lượng năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt, AI sẽ sử dụng phương pháp "thử và sai" để tự động tối ưu hóa thiết kế của hệ thống.
Kết quả thực sự ấn tượng. Bằng phương pháp mới này, các nhà nghiên cứu đã giảm được mức độ biến động điện áp xuống chỉ còn 5%, so với mức 18% của các hệ thống thông thường. Đồng thời, họ cũng đã tăng hiệu suất truyền tải năng lượng lên tới 86,7%, cao hơn rất nhiều so với mức 65% của các hệ thống cũ.
Tương lai của một xã hội không dây
Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí IEEE Transactions on Circuits and Systems, không chỉ có ý nghĩa trong việc sạc các thiết bị không dây. "Đây là một cột mốc để có thể xây dựng một xã hội hoàn toàn sử dụng truyền điện không dây," giáo sư Hiroo Sekiya cho biết.
Mục tiêu của nhóm là làm cho công nghệ WPT có thể trở nên phổ biến trong vòng 5 đến 10 năm tới. Nghiên cứu này cũng là một minh chứng mạnh mẽ cho thấy khả năng của AI trong việc cải thiện và tự động hóa các quy trình thiết kế mạch điện phức tạp, góp phần tạo ra những thiết bị điện tử hiệu quả và mạnh mẽ hơn trong tương lai.
