劉慈欣在長篇科幻小說《三體II：黑暗森林》中有這樣一段場景描述：
主人公羅輯在醫(yī)院里把玩一個看似很普通的玻璃加熱杯，由于找不到充電口，他奇怪地問護士杯子該如何充電。得到的回答卻令他震驚—— “電？到處都有電啊……電永遠用不完，電怎么會用完呢。”
眾所周知，《三體》的影視化不斷遭遇難產(chǎn)。前一陣游族網(wǎng)絡創(chuàng)始人的去世再一次帶起這個話題。不過，1月29日最令人振奮的消息莫過于，《三體》還沒來得及趕上影視化這班車，其中的科幻世界卻已被小米變成現(xiàn)實了。
雷軍來了，他帶著可以被視為過去十年手機行業(yè)最大的一個飛躍性技術(shù)趕來了！
圖源：雷軍 Twitter
01. 小米：跟我一起兩步走，隔空充電握在手
想要實現(xiàn)隔空充電，僅需兩個步驟：
第一步：先來一臺米家隔空充電樁
圖源：小米
第二步：
屏幕前的你——自由活動
房間里的隔空充電系統(tǒng)——忙忙碌碌
忙碌過程如下：
隔空充電樁（發(fā)送設備）內(nèi)置的5個相位干涉天線首先會對手機進行毫秒級的空間定位，精確探測到手機位置，然后再利用144個天線構(gòu)成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機。
手機端（接收設備）則配備了微型天線陣列，包括“信標天線”和“接收天線”。由于天線陣列可以通過觀察來自智能手機的歸位信標的干涉模式來確定手機的位置，因此信標天線可以幫助隔空充電樁定位到手機；接收天線陣列由14個天線組成，這些天線可以通過其整流電路把收到的毫米波信號轉(zhuǎn)化成電能，從而實現(xiàn)5W的隔空充電功能。
具有功率因數(shù)校正的MOSFET整流器電路 | EETOP
這樣一看，開頭《三體》中的世界是不是離我們不遠了？
02. 米家隔空充電技術(shù)亮點
作為一項具有重要意義的技術(shù)，小米自研的隔空充電技術(shù)主要有如下兩個技術(shù)亮點：
A. 波束賦形
波束賦形（Beamforming）又叫波束成型、空域濾波，是一種使用傳感器陣列定向發(fā)送和接收信號的信號處理技術(shù)。由于波束賦形技術(shù)會使信號從廣播天線聚焦到特定接收設備，因此信號不會在所有方向上擴展，與沒有波束賦形技術(shù)的情況相比，它可以實現(xiàn)更快，更可靠的連接。
波束賦形 | SME News
運用在隔空充電上，當手機在一定角度移動時，發(fā)射端的波束可以實時指向手機，進而進行供能。但是由于小米透露的信息有限，我們還無從知曉系統(tǒng)的定位精度、波束指向誤差以及發(fā)射端的發(fā)射功率是否具有功率自適應性等細節(jié)。
B. 毫米波
微波可以通過自由空間進行傳播，目前多用于通信領域內(nèi)。當微波應用在無線充電場景時，可以被轉(zhuǎn)化為電能實現(xiàn)充電。毫米波的應用則有助于在有限的面積下進行更大的能量傳輸。
無線通信時微波和毫米波頻段 | ResearchGate
03. 答疑解惑時間到
新技術(shù)一發(fā)布，大量疑問傾瀉而出：
Q1: 隔空充電是不是無線充電？
A1: 無線充電雖然舍棄了充電線，但是必須需要一個無線充電板才可以充電。而“隔空充電”不受限于使用條件，只要在房間里面裝置好充電的設備，我們進入這個設備可覆蓋的區(qū)域后手機就會自動開始充電。
Q2: 米家隔空充電能支持快速充電嗎？
A2: 到目前為止還不支持更快速的充電。小米此次新推出的隔空充電技術(shù)功率值為5W，但如今市面上的有線充電器功率都可以達到幾十瓦（甚至120W的超快閃充），相比之下，隔空充電的速度就比較慢了。
問題延展
5W的功率雖然對手機而言不足為提，但是像智能貓眼、隨身音箱、手環(huán)等物品的充電功率都在5W左右，因此隔空充電技術(shù)對Iot行業(yè)來說是一個巨大的發(fā)展。
Q3: 電磁輻射會不會損害健康？
A3: 有部分行內(nèi)人士認為對健康影響很小。
小米的隔空充電是基于發(fā)射非電離輻射（電磁輻射）的毫米寬波，由于波長很長，它們沒有足夠的能量直接損壞細胞。
科普
科普：所謂有害的輻射指的是電離輻射，就是醫(yī)院X光、CT、核磁、放療等。由于X射線、γ射線幾乎能電離任何分子或原子，因此會導致人體細胞發(fā)生不可逆性的損害。
波形示意圖 | Gadgets To Use
但是，也有專業(yè)人士以常規(guī)的無線路由器的輻射和小米的隔空充電做了一個計算，計算結(jié)果得出小米充電對手機所在位置附近的人體輻射可能是常規(guī)WiFi路由器的6250倍。
具體計算方法如下
常規(guī)的無線路由器功率以10W為例，由于無線路由器是向各個方向同時發(fā)射，在兩米的半徑里，其輻射面積大約是4*3.14*200*200平方厘米。
假設手機面積是40平方厘米，小米的5W功率全部定向落在這個40平方厘米的面上。常規(guī)路由器與小米隔空充電發(fā)射端相比，身體承受的功率密度之比大約是10/5 * 40平方厘米/（4*3.14*200*200）平方厘米=0.00016。換算過來看，小米充電對手機所在位置附近的人體的輻射可能是常規(guī)WiFi路由器的6250倍。
注：Wifi波長約為7-12cm
對此計算也有專家表示表示質(zhì)疑，認為這些非電離的波是可以通過人體，并且對人體沒有什么有害影響的。而且用作無線充電的毫米波也沒有那么高的功率，所以大家對此不用太過擔憂。
因此，到底輻射程度如何其實還需等待官方給出更加科學的檢測報告。
Q4: 真的不怕異物遮擋降低充電效率嗎？
A4: 有網(wǎng)友認為，異物遮擋勢必造成信號衰弱，不太可能不影響充電效率。
Q5: 小米的這套系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率能有多少？
A5: 網(wǎng)友表示，小米的這套系統(tǒng)效率應該比較低。此系統(tǒng)的效率主要包括三部分：發(fā)射端直流轉(zhuǎn)換為毫米波的效率、傳輸效率以及接收端毫米波轉(zhuǎn)化為直流的效率。發(fā)射端效率目前做的比較好的可以達到40%左右。其次，由于使用了毫米波，傳輸效率會稍高些，但是由于接收天線數(shù)量較少，傳輸效率仍不可觀。最后，接收端效率主要取決于整流電路的整流效率，較好情況下可達60%。因此總效率可能會不到10%。
04. 小米好牛啊！但是隔空充電是首發(fā)嗎？
其實，隔空充電設備早在2017年就已經(jīng)出現(xiàn)了。
A．Motherbox
DC漫畫中提供能量和穿越時空的能源盒子Mother Box | WordPress
等一下，圖放錯了！其實是這個 ??
Motherbox | The Verge
早在2017年，一家位于紐約的新創(chuàng)小公司 Yank Technologies 就在 Indiegogo 上推出了一款多面球狀無線充電器——Motherbox。它的名字當然就是來源于漫威漫畫中的神奇盒子 “Mother Box”。其最大的亮點就是與手機之間不需要物理連接，實現(xiàn)了真正意義上的無線充電。
B. Wi-Charge
之后，一家以色列公司W(wǎng)i-Charge又推出了使用聚焦紅外光束進行隔空充電的解決方案。
Wi-Charge 隔空充電解決方案 | everything RF
可惜的是，這些隔空充電技術(shù)還都只是解決方案，并沒有實現(xiàn)落地。
05. 追根溯源
隔空充電可以說算是真正意義上的無線充電。無線充電技術(shù)其實已經(jīng)存在了100多年，不過直到近些年才逐步成為為智能手機等電子設備供電時的主流實用工具。感興趣的讀者可以點擊下面的視頻了解更多。
How Wireless Charging Works | YouTube
綜上，不可否認隔空充電目前還是一項理想化的技術(shù)，離落地還有很長一段距離，但其未來的應用場景卻十分光明。當下的解決方案只是起步，當科幻小說都已展露出可以成為現(xiàn)實的頭角，未來可期，科幻可及的時代一定會到來。