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

Traduttore: Roberta Zanella Revisore: Gabriella Patricola

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

Energia e dati sono oggi le principali valute delle nostre vite.

Over the last couple of decades,

Negli ultimi vent’anni,

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

abbiamo assistito al passaggio da dati trasmessi via cavo a quelli senza filo.

And this has helped democratize access to information.

Questo ha aiutato a rendere democratico l’accesso all’informazione.

Can we do the same thing with energy?

Possiamo fare lo stesso con l’energia?

Can we send energy when we want,

Possiamo inviare energia quando vogliamo,

where we want and as much as we want

dove vogliamo e come vogliamo

and in the process, eliminate the last wire?

e nel frattempo eliminare l’ultimo filo?

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

Se potessimo, le possibilità sarebbero infinite.

From Earth to space.

Dalla Terra allo spazio.

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

Vorrei raccontarvi il nostro sogno di trasferire energia senza fili.

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

Si parte da qualcosa che tutti conosciamo: le onde.

So waves are very essential to our lives.

Le onde sono essenziali nelle nostre vite.

You can hear this talk because of acoustic waves.

Potete sentire questo intervento grazie alle onde sonore.

You can see this talk

Potete vederlo

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

grazie a un certo tipo di onde elettromagnetiche: la luce.

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

È probabile che, se lo state vedendo su internet,

you're using some sort of wireless connectivity

stiate usando un tipo di connessione wireless

that relies on wireless and RF waves.

che si basa su onde senza fili e radio.

If you have two waves that have the same frequency

Se si hanno due onde con la stessa frequenza

and are going up and down

che vanno su e giù

and they come together at some point in space,

e che in un punto nello spazio si ricongiungono,

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

si uniranno per formare un’onda con un’altezza doppia

but carries four times the energy.

ma che porta il quadruplo dell’energia.

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

Se le stesse due onde si uniscono in un altro punto nello spazio,

but one is running half a period late,

ma una è in ritardo di mezzo periodo,

they cancel

si annullano

and you get very little energy, practically no energy.

e si ha poca energia, quasi zero.

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

Questo è alla base di un processo conosciuto da molto tempo.

It's called interference.

Si chiama interferenza.

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

L’idea qui è che se ci si siede sul bordo di un laghetto,

and take both hands and put them in the water

si mettono entrambe le mani in acqua

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

muovendole su e giù, ciascuna mano forma un’onda.

But because of the interaction of these waves,

Però a causa dell’interazione tra le onde,

there will be some directions where you get more energy

in alcune direzioni si avrà più energia

and there are some directions that you will get less.

e altre in cui ce ne sarà meno.

Can we make it go only in one direction?

Possiamo farla andare in una sola direzione?

Well, you need more hands.

Servono più mani per farlo.

And they have to go perfectly synchronized.

Devono essere in perfetta sincronia.

But if you do that,

Ma se lo si fa,

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

succede che la maggior parte dell’energia inizia subito a spostarsi verso il basso.

Now, this is a remarkable thing

È una cosa straordinaria,

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

perché se si pensa a ogni piccola mano,

each one of those little sources,

a ogni piccola fonte,

they would send energy all over the place.

manderebbero energia dappertutto.

But when they work together,

Ma quando collaborano,

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

risulta che l’energia va per lo più in una sola direzione.

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

Se il tempismo fosse la causa,

maybe we can play with it.

forse potremmo giocarci.

Maybe we can mess with it and see what happens.

Potremmo modificarlo e vedere cosa succede.

So what if each one of these sources

Cosa succederebbe se una fonte

goes a little bit after the one next to it?

arrivasse un po’ dopo di quella vicino?

So in that case,

In quel caso,

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

succede che queste onde iniziano ad andare in diverse direzioni,

and you can change that direction

che si può cambiare

purely by controlling timing and nothing else.

solamente controllando i tempi.

Now, this makes it possible to change this direction

Questo rende possibile cambiare la direzione

without any mechanical movement.

senza movimenti meccanici.

So it can be almost instantaneous.

Può essere quasi istantaneo.

You can go even further.

Si può andare oltre.

You can think about creating a magnifying glass.

Si può pensare di creare une lente d’ingrandimento.

A focusing system,

Una sistema di focalizzazione,

where you can actually send the energy,

con cui poter mandare l’energia,

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

la maggior parte, quasi il 90%, in un punto focale.

But again, since you're controlling the timing,

Ma ancora, controllando i tempi,

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

si possono creare diversi punti focali e mandarla verso di loro.

And this is the basis for wireless energy transfer.

Questa è la base del trasferimento dell’energia senza l’uso dei fili.

It's as if you have an army of ants

È come avere un esercito di formiche

that are working in perfect synchronization.

che lavorano in perfetta sincronia

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

E ognuna contribuisce con un po’ d’energia.

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

Ma nell’insieme, la mandano nel posto giusto.

Now,

Ora,

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

è ovvio che qui il tempismo sia tutto, come nella vita e nella comicità.

(Laughter)

(Risate)

So we’ve taken this concept,

Abbiamo preso questo concetto

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

e abbiamo costruito questi chip elettronici, circuiti integrati,

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

e ognuno genera un po’ di elettricità.

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

Ma nel complesso, sono pensati per lavorare in perfetta sincronia.

and drive these little antennas that transmit the energy.

e portare queste piccole antenne che trasmettono l’energia.

Now this army of ants, or army of antennas,

Quest’esercito di formiche, o antenne,

is working together to create those focal points of energy.

collabora per creare questi punti focali d’energia.

And what I will show you next

Ora vi farò vedere

is some examples of how that actually operates.

alcuni esempi di funzionamento effettivo.

So what you have here, for example,

Quello che c’è qui, ad esempio,

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

è un gruppo elettrogeno che invia elettricità senza fili a due ricevitori.

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

Qui si può vedere quanto sono ben definiti questi punti focali.

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

In pratica, il pannello LED riceve elettricità e lo mostra.

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

Si vede che l’energia va solo dove è necessario e non da altre parti.

You can take this and put one of these generators

Si può prendere e mettere uno dei gruppi

on the ceiling of your conference room or your living room

sul soffitto della sala conferenze o del salotto

and transmit energy to various devices that need energy.

e trasmettere energia a vari dispositivi che necessitano energia.

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

Questo generatore sul soffitto alimenterà una lampadina.

Now, as we move the light bulb,

Muovendo la lampadina

what happens is that you see

ciò che succede è la mancanza di energia nel nuovo punto,

that there's no energy in the new location,

but the system finds it, tracks it

ma il sistema la cerca, la traccia

and sends it to the new location.

e la invia alla nuova posizione.

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

Potete vedere che la traccia dinamicamente avanti e indietro.

You can use this to send energy to one light bulb

Si può usare per inviare energia a una lampadina

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

o a quella vicina o a entrambe in contemporanea.

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

È possibile usare una cosa simile, per esempio, per alimentare un drone.

This is a battery-less drone

Questo è un drone senza batterie,

that's being purely powered by that generator

alimentato solamente dal gruppo elettrogeno

facing up from the bottom.

rivolto verso l’alto dal fondo.

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

Può inoltre utilizzare lo stesso approccio per tracciare il drone.

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

Quindi, ora che sappiamo di poter inviare energia senza fili,

the question is, how far can we go?

la domanda è, fino a dove si può arrivare?

Really, how far can we go?

Davvero, fino a dove?

Could we put photovoltaics in space,

È possibile mandare il fotovoltaico nello spazio,

solar panels in space,

pannelli solari nello spazio,

and collect the energy and send that wirelessly to Earth?

raccogliere energia e mandarla sulla Terra senza fili?

This is not a new idea.

Non è un’idea nuova.

The first time it was mentioned,

Se n’è parlato per la prima volta

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

in un racconto di fantascienza di Isaac Asimov del 1941.

And what I love about this story is that

Ciò che amo di questa storia è che

it's about a self-conscious robot.

parla di un robot autocosciente.

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

Gli umani descrivono l’idea a questo robot autocosciente,

after which the robot says,

a cui il robot risponde,

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

“Vi aspettate che creda a un’idea così strana e pazza?

What do you take me for?"

Per chi mi avete preso?”

The first question almost always asked is that,

La prima domanda che si fa quasi sempre è,

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

“Perché volete mandare dei panelli solari nello spazio?

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

Perché non metterli nel deserto e basta?“, giusto?

A few reasons.

Alcuni motivi.

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

Primo, nello spazio si ottiene otto volte più energia

because you don't have day and night,

perché non si ha il giorno e la notte,

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

non ci sono nuvole, stagioni,

and you don't have the atmospheric absorption.

e non c’è assorbimento atmosferico.

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

In più, ora che si può inviare energia dove si vuole

and when you want dynamically,

e quando, in modo dinamico,

you can imagine that you have dispatchable power.

si può pensare a elettricità mobile.

On top of that,

Oltretutto,

it's an always-available power.

è un’energia sempre disponibile.

This can be used for a place, for example,

Si può usare per un luogo, ad esempio,

let's say an island hit by a hurricane

diciamo un’isola colpita da un uragano

where there’s no power.

che non ha elettricità.

Or a city in war zone

O una città in zona di guerra

where the power infrastructure is being constantly attacked.

dove le infrastrutture elettriche sono sempre sotto attacco.

You can think about using this to send power

È possibile pensare di usarla per inviare elettricità

to a remote village in sub-Saharan Africa

a un villaggio remoto in Africa sub-sahariana

where there is no infrastructure for power transmission.

dove non ci sono infrastrutture per la trasmissione di energia.

And that way democratize the access to energy.

Così si rende democratico l’accesso all’energia.

Or send it somewhere above the Arctic circle.

O mandarla da qualche parte sopra il circolo artico.

So all of these things are great.

È tutto fantastico.

But the question is,

Ma la domanda è,

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

“Se si conosce da così tanto tempo ed è così bello,

why hasn't it been done so far?

perché non si è ancora fatto?“.

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

Il motivo principale è il modo in cui lo si immaginava prima,

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

ci si immaginava un grande elefante.

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

Se si pensa di mettere grandi pannelli solari nello spazio,

collecting the power, generating a lot of energy,

che raccolgono elettricità generando molta energia,

and then putting it into a massive parabolic dish antenna

e poi metterla in un’enorme antenna parabolica

and sending it to a fixed location on Earth.

e mandarla in un punto fisso sulla Terra.

Sending things to space is expensive.

Inviare cose nello spazio è costoso.

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

Si parla di dollari, al plurale, al grammo.

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

L’altro problema è che, anche potendo permetterselo,

assembly of something like this in space

l’assemblaggio nello spazio

is still beyond the capabilities that we have today.

va oltre le abilità che abbiamo ad oggi.

So we came up with a very different approach

Abbiamo quindi pensato a un approccio diverso

where we took our generators

per cui prendiamo i generatori

and turned them into flexible, fabric-like structures.

e li trasformiamo in strutture flessibili, simili alla stoffa.

We are utilizing the amazing power of electronics,

Usiamo la fantastica potenza dei dispositivi elettronici

integrated electronics and flexible electronics,

integrati e flessibili,

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

per ottenere queste strutture molto leggere e flessibili, simili alla stoffa

that you can roll and pack.

che si possono arrotolare e impacchettare.

And this allows you to have these satellites packed for launch

Questo permette di avere questi satelliti pronti per il lancio

and deployed in space,

e inviati nello spazio,

where each one of these units

dove ognuna di queste unità

would be about several tens of meters on the side.

sarebbero decine di metri per lato.

And then you can pack a whole bunch of them

Si possono preparare in gruppo

and create a constellation of them

e creare una costellazione

that flies in space

che vola nello spazio,

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

una stazione elettrica che manda energia pulita alla Terra.

This will be flying in formation around the Earth.

Volerà in formazione attorno alla Terra.

Obviously, this is not the size of the planet

Ovvio, non è grande come un pianeta

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

perché parliamo di un chilometro di larghezza per l’intera costellazione

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

e il pianeta è poco più grande di un chilometro.

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

Stiamo sviluppando, come prototipo,

technology demonstrator,

una tecnologia dimostrativa,

and this is called Maple,

una cosa chiamata Maple,

which demonstrates the power of flexible structures

che mostra la potenza delle strutture flessibili

and electronic circuitry

e i circuiti elettrici

to generate and transmit power in space.

per generare e trasmettere l’elettricità nello spazio.

We integrated that with two other technology demonstrators

Abbiamo integrato altre due tecnologie dimostrative

for deployable structures and photovoltaics

per pezzi implementabili e fotovoltaici

that were developed by three teams,

sviluppati da tre team,

led by myself and two of my colleagues.

guidati da me e altri due colleghi.

And we integrated into a satellite that was launched recently.

L’abbiamo integrato a un satellite lanciato in orbita di recente.

And the purpose of this experiment

L’obiettivo dell’esperimento

has been to demonstrate the power transfer,

è stato dimostrare il trasferimento di elettricità,

wireless power transfer in space.

senza fili nello spazio.

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

Questo mi riporta alla promessa di trasferimento d’energia senza fili

and what it could mean for us.

e cosa significherebbe per noi.

I believe this technology is too compelling to go away.

Credo che questa tecnologia sia abbastanza convincente.

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

Credo anche che prima o poi appaia nelle nostre vite in una o un’altra forma.

And that is something to look forward to.

È un qualcosa in cui sperare.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)