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TECH M

[MIT 10대혁신기술 ⑩] 통신신호로 충전하고 전력 활용한다

2016-04-29MIT테크놀로지리뷰




와이파이 같은 통신신호로 전력을 공급받는 인터넷 기기가 소형 컴퓨터와 센서의 편의성을 더 높일 수 있다.

● 무엇이 혁신인가?

와이파이 같은 무선신호 옆에서 충전하고 통신하는 무선기기

● 왜 혁신인가?

인터넷에 연결된 기기를 배터리와 전원코드에서 해방시키면 용도가 더욱 다양해질 것이다.

● 누가 주도하나?

워싱턴대, 텍사스인스트루먼트, 매사추세츠대 애머스트캠퍼스



아주 작은 인터넷 기기도 배터리나 전원코드가 있어야 한다.

그러나 그럴 날이 얼마 남지 않았다. 가까운 텔레비전, 라디오, 핸드폰, 와이파이 신호에서 전력을 수집해 작동하고 통신하는 기술이 곧 상용화될 예정이다.

이 기술을 개발한 워싱턴대 연구진은 인터넷에 연결된 온도와 동작 센서, 카메라에까지 적용할 수 있음을 보여주었다.



무선 전력 공급은 새로운 기술이 아니다. 그러나 일반적인 전력공급 없이 무선으로 통신하는 것은 더 어렵다.

무선 신호를 발생시키려면 많은 에너지가 필요한데 라디오, 텔레비전, 기타 통신장비에서 수집한 전파에는 에너지가 매우 적기 때문이다.

시암나스 골라코타와 조슈아 스미스는 ‘후방산란(back- scattering)’ 원리를 바탕으로 약한 무선 신호만으로도 인터넷 기기에 필요한 전력을 충분히 공급할 수 있음을 증명했다.



완전히 새로운 신호를 생성하는 대신 기기에 유입되는 전파를 선별적으로 반사해 추가 신호를 만든다. 부상당한 등산객이 햇빛과 거울을 이용해 SOS 메시지를 보내는 것과 비슷하다. 이 기법이 적용되는 기기는 유입되는 신호에서 에너지를 흡수해 자기 회로에 전력을 공급한다.

골라코타는 “공짜로 인터넷에 연결할 수 있다”고 말한다.

한편 대중교통에 사용하는 비접촉식 스마트카드의 RFID칩도 후방산란에 의존하지만 특수 인식장치가 필요하고 가까운 거리에서만 통신할 수 있다. 반사되는 신호가 약하고 단말기 자체도 전파방해를 일으킬 수 있기 때문이다.

워싱턴대가 개발한 ‘수동형 와이파이’라는 기술은 지바와이얼리스라는 스핀오프 기업을 통해 상용화되고 있다.
이 기술은 후방산란을 통해 배터리가 없는 기기를 컴퓨터와 스마트폰 같은 기존 장비에 연결한다.

실험을 통해 수동형 와이파이 시제품은 데이터를 30m까지 전송했고 벽을 넘어서도 통신했다. 이를 위해 무선인터넷 공유기 소프트웨어를 수정, 수동형 와이파이 기기가 사용할 수 있는 신호를 추가 생성했다. 이 경우 공유기의 소비전력이 살짝 증가했다.



스미스는 수동형 와이파이가 기존 와이파이 칩셋보다 1만분의 1 정도의 전력을 더 소비한다고 말한다. 일부 소형기기가 사용하는 저전력 블루투스와 지그비 통신표준보다 전력소모가 1000분의 1 정도이고 신호범위도 더 길다.

보안카메라 등 수동형 와이파이로 통신하는 기기는 후방산란 하는 와이파이 신호나 텔레비전과 라디오 방송 신호로 수집한 전력을 회로에 공급할 수 있다.

연구진은 작은 수동형 와이파이 기기의 제조단가가 1달러 미만 정도로 아주 낮을 것이라고 확신한다. 미래의 스마트홈에서는 보안카메라와 온도센서, 연기 탐지기의 배터리를 교체할 필요가 없을 것이다.


번역 김은혜

<본 기사는 테크M 제36호(2016년4월) 기사입니다>