How Wireless Energy From Space Could Power Everything | Ali Hajimiri | TED

المترجم: Mohamed Salem المدقّق: gaith Takrity

Energy and data are the major currencies of our lives today.

الطاقة والبيانات هي العملات الرئيسية في حياتنا اليوم.

Over the last couple of decades,

خلال العقدين الماضيين،

we've seen data going from being wired to becoming wireless.

لقد رأينا البيانات تتحول من سلكية لتصبح لاسلكية.

And this has helped democratize access to information.

وقد ساعد هذا في إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى المعلومات.

Can we do the same thing with energy?

هل يمكننا فعل الشيء نفسه مع الطاقة؟

Can we send energy when we want,

هل يمكننا إرسال الطاقة عندما نريد،

where we want and as much as we want

أينما نريد وبقدر ما نريد

and in the process, eliminate the last wire?

وفي هذه العملية، القضاء على السلك الأخير؟

If we could do this, the possibilities would be endless.

اذا تمكنا من القيام بذلك، الاحتمالات لا حصر لها.

From Earth to space.

من الارض الي الفضاء.

I'd like to tell you about our dream of wireless energy transfer today.

أود أن أخبركم عن حلمنا لنقل الطاقة اللاسلكية اليوم.

It starts with something we are all familiar with -- waves.

يبدأ بشيء مألوف لنا جميعًا -- الموجات.

So waves are very essential to our lives.

لذا فإن الأمواج ضرورية جدًا لحياتنا.

You can hear this talk because of acoustic waves.

يمكنك سماع هذا الحديث بسبب الموجات الصوتية.

You can see this talk

يمكنك رؤية هذا الحديث

because of a certain kind of electromagnetic waves, called light.

بسبب نوع معين من الموجات الكهرومغناطيسية، تسمى الضوء.

And the odds are, if you're watching it on the internet,

ومن الاحتمالات، إذا كنت تشاهده على الإنترنت،

you're using some sort of wireless connectivity

أنك تستخدم نوعا ما من الاتصال اللاسلكي

that relies on wireless and RF waves.

الذي يعتمد على الموجات اللاسلكية وموجات الراديو

If you have two waves that have the same frequency

إذا كان لديك موجتان لهما نفس التردد

and are going up and down

وتتجها صعودًا وهبوطًا

and they come together at some point in space,

ويجتمعون معًا في نقطة ما في الفضاء،

they will add and make a wave that's twice the height

سوف يضيفون ويصنعون موجة لها ضعف الارتفاع

but carries four times the energy.

لكنه يحمل أربعة أضعاف الطاقة.

Now, if the same two waves come together at some other place in space,

الآن، إذا اجتمعت نفس الموجتان في مكان آخر في الفضاء،

but one is running half a period late,

لكن واحدة تتأخر نصف فترة،

they cancel

يلغون بعضهم بعضًا

and you get very little energy, practically no energy.

وتحصل على القليل من الطاقة، عمليا لا طاقة.

This is the basis for a process that has been known for a long time.

هذا هو أساس العملية هذا معروف منذ زمن طويل.

It's called interference.

إنه يسمى التدخل.

The idea here is that if you go and sit at the edge of a pond

الفكرة هنا هي أنه إذا ذهبت وجلست على حافة بركة

and take both hands and put them in the water

ووضعت كلتا يديك على الماء

and move them up and down, each hand makes a wave.

وقمت بتحريكهم لأعلى ولأسفل، كل يد تصنع موجة.

But because of the interaction of these waves,

لكن بسبب تفاعل هذه الموجات،

there will be some directions where you get more energy

سيكون هناك بعض الاتجهات حيث تحصل على المزيد من الطاقة

and there are some directions that you will get less.

وهناك بعض الإتجهات حيث تحصل على أقل.

Can we make it go only in one direction?

هل يمكننا أن نجعلها تسير في اتجاه واحد فقط؟

حسنًا، أنت بحاجة إلى المزيد من الأيدي.

Well, you need more hands.

And they have to go perfectly synchronized.

وعليهم أن يذهبوا متزامنين بشكل مثالي.

But if you do that,

ولكن إذا فعلت ذلك،

what happens is that most of your energy starts traveling straight down.

ما يحدث هو أن معظم طاقتك تبدأ بالسير لأسفل مباشرة.

Now, this is a remarkable thing

الآن، هذا شيء مذهل

because if you think about each one of those little hands,

لأنه إذا فكرت في كل واحدة من تلك الأيدي الصغيرة،

each one of those little sources,

كل واحد من تلك المصادر الصغيرة،

they would send energy all over the place.

يرسلون الطاقة في كل مكان.

But when they work together,

ولكن عندما يعملون معًا،

the result is that the energy is going mostly in one direction.

والنتيجة هي أن الطاقة تسير في الغالب في اتجاه واحد.

Now, if the timing was the reason for this happening,

الآن، إذا كان التوقيت هو السبب لهذا الحدث،

maybe we can play with it.

ربما يمكننا اللعب بها.

Maybe we can mess with it and see what happens.

ربما يمكننا العبث بها ونرى ما سيحدث.

So what if each one of these sources

فماذا لو كل واحد من هذه المصادر

goes a little bit after the one next to it?

يذهب قليلا بعد الذي بجانبه؟

So in that case,

لذلك في هذه الحالة،

what happens is that these waves start going in different directions,

ما يحدث هو أن هذه الموجات تبدأ بالذهاب في اتجاهات مختلفة،

and you can change that direction

ويمكنك تغيير هذا الاتجاه

purely by controlling timing and nothing else.

بحتة عن طريق التحكم في التوقيت ولا شئ اخر.

Now, this makes it possible to change this direction

الآن، هذا يجعل الأمر ممكنًا لتغيير هذا الاتجاه

without any mechanical movement.

بدون أي حركة ميكانيكية.

So it can be almost instantaneous.

لذلك يمكن أن يكون فوريًا.

You can go even further.

يمكنك الذهاب أبعد من ذلك.

You can think about creating a magnifying glass.

يمكنك أن تفكر في إنشاء عدسة مكبرة.

A focusing system,

نظام تركيز

where you can actually send the energy,

حيث يمكنك بالفعل إرسال الطاقة،

most of it, close to 90 percent of it, in one focal point.

معظمها، ما يقرب من 90 بالمائة منها، في نقطة محورية واحدة.

But again, since you're controlling the timing,

ولكن مرة أخرى منذ ذلك الحين أنت تتحكم في التوقيت،

you can create different focal points, and you can send it to them.

يمكنك إنشاء نقاط اتصال مختلفة، ويمكنك إرسالها إليهم.

And this is the basis for wireless energy transfer.

وهذا هو الأساس لنقل الطاقة لاسلكيًا.

It's as if you have an army of ants

يبدو الأمر كما لو كان لديك جيش من النمل

that are working in perfect synchronization.

الذي يعمل في تزامن مثالي.

And each one of them contributes a little bit of energy.

وكل واحد منهم يساهم بالقليل من الطاقة.

But as a whole, they send it to the right place.

لكن بشكل عام، يرسلونها إلى المكان الصحيح.

Now,

الآن

obviously here, timing is everything, like life and comedy.

من الواضح هنا ان التوقيت هو كل شيء مثل كل شيء في الحياة والكوميديا.

(Laughter)

(ضحك)

So we’ve taken this concept,

لذا اخذنا هذا المفهوم

and we've built these electronic chips, integrated circuits,

وبنينا هذه الشرائح الالكترونية بدوائر مدمجة

that each one of them generates a little bit of power.

كل دائرة منها تولد قليلا من الطاقة

But again, as a group, they are designed to work in perfect synchronization

ولكن مرة اخرى صممت كل منها لتعمل كمجموعة متناغمة

and drive these little antennas that transmit the energy.

وتشغيل هذه الهوائيات الصغيرة التي تنقل الطاقة.

Now this army of ants, or army of antennas,

الآن هذا الجيش من النمل، أو جيش الهوائيات،

is working together to create those focal points of energy.

يعمل معًا لإنشاء تلك النقاط المحورية للطاقة.

And what I will show you next

وما سأعرضه لكم بعد ذلك

is some examples of how that actually operates.

هو بعض الأمثلة لكيفية عمل ذلك فعليًا.

So what you have here, for example,

إذًا ما لدينا هنا، على سبيل المثال،

is a generator unit that's sending power wirelessly to the two receivers.

هو وحدة مولد ترسل الطاقة لاسلكيًا إلى جهازي الاستقبال.

And here the point is to see how well-defined these focal points are.

والنقطة المهمة هنا هي معرفة مدى تحديد نقاط التركيز هذه بشكل جيد.

That LED panel basically is receiving that power and showing it.

تتلقى لوحة ليد تلك الطاقة بشكل أساسي وتظهرها.

So you can see energy is going only where it needs to go and nowhere else.

لذلك يمكنك أن ترى أن الطاقة تذهب فقط إلى حيث يجب أن تذهب وليس إلى أي مكان آخر.

You can take this and put one of these generators

يمكنك أخذ هذا ووضع أحد هذه المولدات

on the ceiling of your conference room or your living room

على سقف غرفة الاجتماعات الخاصة بك أو غرفة المعيشة الخاصة بك

and transmit energy to various devices that need energy.

ونقل الطاقة إلى الأجهزة المختلفة التي تحتاج إلى الطاقة.

Now this generator on the ceiling is going to power a light bulb.

الآن هذا المولد الموجود في السقف سوف يقوم بتشغيل المصباح الكهربائي.

Now, as we move the light bulb,

الآن، بينما نحرك المصباح الكهربائي،

what happens is that you see

ما يحدث هو أنك ترى

that there's no energy in the new location,

أنه لا توجد طاقة في الموقع الجديد،

but the system finds it, tracks it

لكن النظام يعثر عليها ويتتبعها

and sends it to the new location.

ويرسلها إلى الموقع الجديد.

And you can see that it dynamically tracks it back and forth.

ويمكنك أن ترى أنه يتتبعها ديناميكيًا ذهابًا وإيابًا.

You can use this to send energy to one light bulb

يمكنك استخدام هذا لإرسال الطاقة إلى مصباح كهربائي واحد

or to the next one or to both of them at the same time.

أو إلى المصباح التالي أو إلى كليهما في نفس الوقت.

Now you can use something like this, for example, to power a drone.

الآن يمكنك استخدام شيء كهذا مثلًا لتشغيل طائرة بدون طيار.

This is a battery-less drone

هذه طائرة بدون طيار بدون بطارية

that's being purely powered by that generator

ويتم تشغيلها بالكامل بواسطة هذا المولد

facing up from the bottom.

المتجه للأعلى من الأسفل.

And it can also use the same tracking approach to track the drone.

ويمكنه أيضًا استخدام نفس أسلوب التتبع لتتبع الطائرة بدون طيار.

So now that we know that we can send energy wirelessly,

والآن بعد أن علمنا أنه يمكننا إرسال الطاقة لاسلكيًا،

the question is, how far can we go?

فإن السؤال هو إلى أي مدى يمكننا الذهاب؟

Really, how far can we go?

حقا إلى أي مدى يمكن أن نذهب؟

Could we put photovoltaics in space,

هل يمكن وضع الخلايا الكهروضوئية في الفضاء

solar panels in space,

والألواح الشمسية في الفضاء،

and collect the energy and send that wirelessly to Earth?

وجمع الطاقة وإرسالها لاسلكيًا إلى الأرض؟

This is not a new idea.

هذه ليست فكرة جديدة.

The first time it was mentioned,

المرة الأولى التي تم ذكرها فيها،

it was in a short science-fiction story by Isaac Asimov from 1941.

كانت في قصة خيال علمي قصيرة كتبها إسحاق أسيموف من عام 1941.

And what I love about this story is that

وما أحبه في هذه القصة هو

it's about a self-conscious robot.

أنها تدور حول روبوت واعي بذاته.

And the humans describing this idea to the self-conscious robot,

ويصف البشر هذه الفكرة للروبوت الواعي بذاته،

after which the robot says,

وبعد ذلك يقول الروبوت،

"Do you expect me to believe such a far-fetched, crazy notion?

"هل تتوقعون مني أن أصدق مثل هذه الفكرة المجنونة البعيدة المنال؟

What do you take me for?"

ماذا تظنونني؟"

The first question almost always asked is that,

السؤال الأول الذي يتم طرحه دائمًا هو:

“Why do you want to put your solar panels in space?

"لماذا تريد وضع الألواح الشمسية في الفضاء؟

Why don’t you put them up in the desert and be done with it?” Right?

لماذا لا تضعهم في الصحراء وتنتهي من الأمر؟ أليس كذلك؟

A few reasons.

عدة أسباب.

First is that in space you get about eight times more energy

الأول هو أنه في الفضاء تحصل على طاقة أكثر بحوالي ثمانية أضعاف

because you don't have day and night,

لأنه ليس لديك ليل ونهار،

you don't have clouds, you don't have seasons,

ليس لديك غيوم، ليس لديك فصول،

and you don't have the atmospheric absorption.

وليس لديك امتصاص الغلاف الجوي.

Also, now that you have this ability to send energy where you want

أيضًا، الآن بعد أن أصبحت لديك هذه القدرة على إرسال الطاقة أينما تريد

and when you want dynamically,

ومتى تريد ديناميكيًا،

you can imagine that you have dispatchable power.

يمكنك أن تتخيل أن لديك طاقة قابلة للتوزيع.

On top of that,

علاوة على ذلك،

it's an always-available power.

فهي قوة متاحة دائمًا.

This can be used for a place, for example,

يمكن استخدام هذا لمكان، على سبيل المثال،

let's say an island hit by a hurricane

لنفترض جزيرة ضربها إعصار

where there’s no power.

حيث لا توجد كهرباء.

Or a city in war zone

أو مدينة في منطقة حرب

where the power infrastructure is being constantly attacked.

حيث تتعرض البنية التحتية للطاقة لهجوم مستمر.

You can think about using this to send power

يمكنك التفكير في استخدام هذا لإرسال الطاقة

to a remote village in sub-Saharan Africa

إلى قرية نائية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى

where there is no infrastructure for power transmission.

حيث لا توجد بنية تحتية لنقل الطاقة.

And that way democratize the access to energy.

وبهذه الطريقة يتم إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى الطاقة.

Or send it somewhere above the Arctic circle.

أو ارساله إلى مكان ما فوق الدائرة القطبية الشمالية.

So all of these things are great.

لذلك كل هذه الأشياء رائعة.

But the question is,

لكن السؤال هو،

if it has been known for such a long time and it's such a great thing,

إذا كان هذا الأمر معروفًا منذ فترة طويلة وكان أمرًا رائعًا،

why hasn't it been done so far?

فلماذا لم يتم تنفيذه حتى الآن؟

The main reason is that the way it has been envisioned before,

السبب الرئيسي هو أنه بالطريقة التي تم تصورها من قبل،

they've been thinking about it as a big elephant.

كانوا يفكرون فيها على أنها فيل كبير.

If you're thinking about putting big solar panels in space,

إذا كنت تفكر في وضع ألواح شمسية كبيرة في الفضاء،

collecting the power, generating a lot of energy,

وجمع الطاقة، وتوليد الكثير من الطاقة،

and then putting it into a massive parabolic dish antenna

ومن ثم وضعها في طبق هوائي مكافئ ضخم

and sending it to a fixed location on Earth.

وإرسالها إلى موقع ثابت على الأرض.

Sending things to space is expensive.

إرسال الأشياء إلى الفضاء أمر مكلف.

You pay dollars -- and that's plural -- per gram.

أنت تدفع دولارات - وهذا كثير- لكل جرام.

The other problem is that even if you could afford it,

والمشكلة الأخرى هي أنه حتى لو كنت تستطيع تحمل تكاليف ذلك،

assembly of something like this in space

فإن تجميع شيء مثل هذا في الفضاء

is still beyond the capabilities that we have today.

لا يزال يتجاوز القدرات التي لدينا اليوم.

So we came up with a very different approach

لذلك توصلنا إلى نهج مختلف تمامًا

where we took our generators

حيث أخذنا مولداتنا

and turned them into flexible, fabric-like structures.

وقمنا بتحويلها إلى هياكل مرنة تشبه القماش.

We are utilizing the amazing power of electronics,

نحن نستخدم القوة المذهلة للإلكترونيات،

integrated electronics and flexible electronics,

والإلكترونيات المتكاملة والإلكترونيات المرنة،

to make this very lightweight, flexible, fabric-like structures

لصنع هذه الهياكل خفيفة الوزن ومرنة للغاية والتي تشبه القماش

that you can roll and pack.

والتي يمكننا لفها وتعبئتها.

And this allows you to have these satellites packed for launch

وهذا يتيح لنا تجهيز هذه الأقمار الصناعية للإطلاق

and deployed in space,

ونشرها في الفضاء،

where each one of these units

حيث ستكون كل واحدة من هذه الوحدات

would be about several tens of meters on the side.

على بعد عدة عشرات من الأمتار على الجانب.

And then you can pack a whole bunch of them

ومن ثم يمكنك تجميع مجموعة كاملة منها

and create a constellation of them

وإنشاء كوكبة منها

that flies in space

تطير في الفضاء

and forms your power station to send green energy to Earth.

وتشكل محطة الطاقة خاصتك لإرسال الطاقة الخضراء إلى الأرض.

This will be flying in formation around the Earth.

سوف يطير هذا في تشكيل حول الأرض.

Obviously, this is not the size of the planet

من الواضح أن هذا ليس حجم الكوكب

because we're talking about a kilometer across for the whole whole constellation

لأننا نتحدث عن كيلومتر واحد عرضًا للكوكبة بأكملها

and the planet is a little bit larger than a kilometer.

والكوكب أكبر قليلاً من كيلومتر واحد.

We've been developing, as a proof of concept,

لقد قمنا بتطوير، كدليل على المفهوم،

technology demonstrator,

عرض تقني،

and this is called Maple,

وهذا ما يسمى <مابل>،

which demonstrates the power of flexible structures

والذي يوضح قوة الهياكل المرنة

and electronic circuitry

والدوائر الإلكترونية

to generate and transmit power in space.

لتوليد ونقل الطاقة في الفضاء.

We integrated that with two other technology demonstrators

لقد قمنا بدمج ذلك مع اثنين من العروض التكنولوجية الأخرى

for deployable structures and photovoltaics

للهياكل القابلة للنشر والخلايا الكهروضوئية

that were developed by three teams,

التي تم تطويرها من قبل ثلاثة فرق،

led by myself and two of my colleagues.

بقيادتي واثنين من زملائي.

And we integrated into a satellite that was launched recently.

وقمنا بدمج القمر الصناعي الذي تم إطلاقه مؤخرًا.

And the purpose of this experiment

والغرض من هذه التجربة

has been to demonstrate the power transfer,

هو إثبات نقل الطاقة،

wireless power transfer in space.

ونقل الطاقة لاسلكيًا في الفضاء.

Now that brings me back to the promise of wireless energy transfer

الآن يعيدني هذا إلى الوعد بنقل الطاقة لاسلكيًا

and what it could mean for us.

وما يمكن أن يعنيه ذلك بالنسبة لنا.

I believe this technology is too compelling to go away.

أعتقد أن هذه التكنولوجيا مقنعة جدًا بحيث لا يمكن التخلص منها.

And I believe it's bound to appear in our lives in one form or another.

وأعتقد أنها لا بد أن تظهر في حياتنا بشكل أو بآخر.

And that is something to look forward to.

وهذا شيء نتطلع إليه.

Thank you.

شكرًا لكم.

(Applause)

(تصفيق)