《三体》还没来得及拍成电影，小米已把科幻变成现实 / 开普饭

🎺 小编说

刘慈欣在长篇科幻小说《三体II：黑暗森林》中有这样一段场景描述：

主人公罗辑在医院里把玩一个看似很普通的玻璃加热杯，由于找不到充电口，他奇怪地问护士杯子该如何充电。得到的回答却令他震惊—— “电？到处都有电啊……电永远用不完，电怎么会用完呢。”

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……

护士指着那个牛奶杯告诉罗辑，这是特别为他们准备的加热杯，这时的人们普遍不喝热饮，连咖啡都是凉的，如果喝凉牛奶不习惯，可以加热，只需要把杯子底部的一个滑动钮推到想要的温度上即可。喝完牛奶后，罗辑仔细打量着杯子，它看上去是一个很普通的玻璃杯，只有一指厚的底部不透明，显然加热的热源就在那里。可是罗辑反复察看，除了那个滑动开关外没有任何东西，他使劲拧杯子底，但底部与杯子是一体化的。

“不要乱动这里的用品，你们还不了解，会有危险的。”护士看到罗辑的举动后说。

“我想知道它从哪儿充电。”

“充......电？”护士生涩地重复着这个她显然第一次听到的词。

“就是Charge、Recharge。”罗辑提示说，护士仍然迷惑地摇摇头。

“不是充电式的......那里面的电池用完了怎么办呢？”

“电池？”

“就是Battery呀，你们现在没有电池了吗？”看到护士又摇头，罗辑说，“那这杯子里的电从哪儿来？”

“电？到处都有电啊。”护士很不以为然地说。

“杯子里的电用不完？”

“用不完。”护士点点头说。

“永远用不完？”

“永远用不完，电怎么会用完呢。”

护士走后，罗辑仍捧着那个杯子不放。他没注意熊文的嘲笑，只觉得心潮澎湃，知道自己其实是捧着一个人类千古梦想的圣物--捧着的是永动机。如果人类真的得到了无尽的能量，那他们几乎可以得到一切了，现在他相信了美丽护士的话：事情可能真的没那么严重。

……

众所周知，《三体》的影视化不断遭遇难产。前一阵游族网络创始人的去世再一次带起这个话题。不过，1月29日最令人振奋的消息莫过于，《三体》还没来得及赶上影视化这班车，其中的科幻世界却已被小米变成现实了。

雷军来了，他带着可以被视为过去十年手机行业最大的一个飞跃性技术赶来了！

图源：雷军 Twitter

01. 小米：跟我一起两步走，隔空充电握在手

想要实现隔空充电，仅需两个步骤：

第一步：先来一台米家隔空充电桩

图源：小米

第二步：

屏幕前的你——自由活动

房间里的隔空充电系统——忙忙碌碌

忙碌过程如下：

隔空充电桩（发送设备）内置的5个相位干涉天线首先会对手机进行毫秒级的空间定位，精确探测到手机位置，然后再利用144个天线构成的相位控制阵列，通过波束成形将毫米波定向发射给手机。

手机端（接收设备）则配备了微型天线阵列，包括“信标天线”和“接收天线”。由于天线阵列可以通过观察来自智能手机的归位信标的干涉模式来确定手机的位置，因此信标天线可以帮助隔空充电桩定位到手机；接收天线阵列由14个天线组成，这些天线可以通过其整流电路把收到的毫米波信号转化成电能，从而实现5W的隔空充电功能。

具有功率因数校正的MOSFET整流器电路 | EETOP

这样一看，开头《三体》中的世界是不是离我们不远了？

02. 米家隔空充电技术亮点

作为一项具有重要意义的技术，小米自研的隔空充电技术主要有如下两个技术亮点：

A. 波束赋形

波束赋形（Beamforming）又叫波束成型、空域滤波，是一种使用传感器阵列定向发送和接收信号的信号处理技术。由于波束赋形技术会使信号从广播天线聚焦到特定接收设备，因此信号不会在所有方向上扩展，与没有波束赋形技术的情况相比，它可以实现更快，更可靠的连接。

波束赋形 | SME News

运用在隔空充电上，当手机在一定角度移动时，发射端的波束可以实时指向手机，进而进行供能。但是由于小米透露的信息有限，我们还无从知晓系统的定位精度、波束指向误差以及发射端的发射功率是否具有功率自适应性等细节。

B. 毫米波

微波可以通过自由空间进行传播，目前多用于通信领域内。当微波应用在无线充电场景时，可以被转化为电能实现充电。毫米波的应用则有助于在有限的面积下进行更大的能量传输。

无线通信时微波和毫米波频段 | ResearchGate

03. 答疑解惑时间到

新技术一发布，大量疑问倾泻而出：

Q1: 隔空充电是不是无线充电？

A1: 无线充电虽然舍弃了充电线，但是必须需要一个无线充电板才可以充电。而“隔空充电”不受限于使用条件，只要在房间里面装置好充电的设备，我们进入这个设备可覆盖的区域后手机就会自动开始充电。

Q2: 米家隔空充电能支持快速充电吗？

A2: 到目前为止还不支持更快速的充电。小米此次新推出的隔空充电技术功率值为5W，但如今市面上的有线充电器功率都可以达到几十瓦（甚至120W的超快闪充），相比之下，隔空充电的速度就比较慢了。

问题延展

5W的功率虽然对手机而言不足为提，但是像智能猫眼、随身音箱、手环等物品的充电功率都在5W左右，因此隔空充电技术对Iot行业来说是一个巨大的发展。

Q3: 电磁辐射会不会损害健康？

A3: 有部分行内人士认为对健康影响很小。

小米的隔空充电是基于发射非电离辐射（电磁辐射）的毫米宽波，由于波长很长，它们没有足够的能量直接损坏细胞。

科普

科普：所谓有害的辐射指的是电离辐射，就是医院X光、CT、核磁、放疗等。由于X射线、γ射线几乎能电离任何分子或原子，因此会导致人体细胞发生不可逆性的损害。

波形示意图 | Gadgets To Use

但是，也有专业人士以常规的无线路由器的辐射和小米的隔空充电做了一个计算，计算结果得出小米充电对手机所在位置附近的人体辐射可能是常规WiFi路由器的6250倍。

具体计算方法如下

常规的无线路由器功率以10W为例，由于无线路由器是向各个方向同时发射，在两米的半径里，其辐射面积大约是4*3.14*200*200平方厘米。

假设手机面积是40平方厘米，小米的5W功率全部定向落在这个40平方厘米的面上。常规路由器与小米隔空充电发射端相比，身体承受的功率密度之比大约是10/5 * 40平方厘米/（4*3.14*200*200）平方厘米=0.00016。换算过来看，小米充电对手机所在位置附近的人体的辐射可能是常规WiFi路由器的6250倍。

注：Wifi波长约为7-12cm

对此计算也有专家表示表示质疑，认为这些非电离的波是可以通过人体，并且对人体没有什么有害影响的。而且用作无线充电的毫米波也没有那么高的功率，所以大家对此不用太过担忧。

因此，到底辐射程度如何其实还需等待官方给出更加科学的检测报告。

Q4: 真的不怕异物遮挡降低充电效率吗？

A4: 有网友认为，异物遮挡势必造成信号衰弱，不太可能不影响充电效率。

Q5: 小米的这套系统转换效率能有多少？

A5: 网友表示，小米的这套系统效率应该比较低。此系统的效率主要包括三部分：发射端直流转换为毫米波的效率、传输效率以及接收端毫米波转化为直流的效率。发射端效率目前做的比较好的可以达到40%左右。其次，由于使用了毫米波，传输效率会稍高些，但是由于接收天线数量较少，传输效率仍不可观。最后，接收端效率主要取决于整流电路的整流效率，较好情况下可达60%。因此总效率可能会不到10%。

04. 小米好牛啊！但是隔空充电是首发吗？

其实，隔空充电设备早在2017年就已经出现了。

A．Motherbox