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2014년 8월 5일 화요일

배터리가 없는 기기를 인터넷에 연결시키는 신기술



 웨어러블 및 사물 인터넷의 시대가 도래하면서 배터리는 또 다른 귀찮은 문제가 되고 있습니다. 왜냐하면 작은 기기들의 배터리를 일일이 충전하는 것도 만만치 않은 일이기 때문이죠. 사물 인터넷의 경우에도 모두 배터리에 의존하는 기기는 아니지만 일부 기기는 배터리로 작동해야 하는 작은 기기들일 수도 있습니다. 이 경우 일일이 충전해야 한다면 우리는 대체 몇개의 기기를 충전해야 할까요. 


 이와 같은 문제를 영구적으로 해결할 방법은 배터리 외에 다른 방식으로 에너지를 얻게 만드는 것입니다. 대표적인 방법 중 하나가 전파 자체에서 전력을 얻는 방식인데 매우 작은 양의 에너지만을 얻을 수 있지만 초저전력으로 작동하는 기기의 연구도 꽤 진행되어 있어서 향후 이와 같은 방식의 배터리 없는 기기 (Battery free device) 가 더 널리 사용될 것으로 예상됩니다. 


 워싱턴 대학의 연구자들은 현재있는 다른 전파원과 Wi-Fi 의 전파 신호를 이용해서 에너지원으로 사용할 뿐 아니라 Wi-Fi 신호가 약해지는 정도를 통해서 다른 전류를 사용하지 않고도 무선으로 데이터를 전송할 수 있는 독특한 방식의 기기를 개발했습니다. 이 기기의 명칭은 Wi-Fi backscatter 라고 불리는 데 불과 10 ㎼ 이하의 전력으로 인터넷에 연결할 수 있는 기기를 만들 수 있다고 하네요. 



(Wi-Fi backscatter 의 컨셉 Wi-Fi backscatter uses radio frequency signals as a power source and reuses existing Wi-Fi infrastructure to provide Internet connectivity to battery-free devices. Credit: U of Washington ) 




(소개 영상) 


 이 방식의 참신한 점은 각각의 기기들이 블루투스든 와이파이든 전파를 방출하는 방식을 사용하지 않는다는 점입니다. 따라서 아주 저전력으로 작동이 가능합니다. 이는 미약한 전류를 이용하는 기기에서는 꼭 필요한 일이기도 합니다. 다만 이 경우 Wi-Fi 신호 자체를 방해해서는 안 되기 때문에 보낼 수 있는 신호에는 한계가 존재합니다. 현재까지 전송 속도는 1 kbps 수준이며 범위도 2 m 정도라고 하네요. 연구팀은 20 미터까지 범위를 늘리는 연구를 진행 중이라고 합니다. 


 비록 전송 속도도 느리고 아주 저전력 기기에만 사용이 가능하지만 그렇다고 사용용도가 별로 없을 것 같은 기술은 아닌 것 같습니다. 연구팀이 응용의 예시로 생각하는 것은 센서입니다. 예를 들어 집안 곳곳에 온도 센서를 두고 무선, 무배터리로 작동시키려면 아주 좋은 기술이기 때문입니다. 이렇게 정보를 얻어들이면 좀더 에너지 효율적으로 집을 관리하는 스마트 홈의 구현이 가능합니다. 무배터리, 무전원 무선 기기를 이용한 사물 인터넷의 사례인 것입니다. 더 생각하면 더 많은 응용 범위가 있을 수 있습니다.  


 비록 향후 연구는 더 필요하겠지만 실제로 가능해진다면 꽤 유용한 기술이 아닌가 하는 개인적인 생각입니다. 


 참고 


Journal Reference:
  1. Bryce Kellogg, Aaron Parks, Shyamnath Gollakota, Joshua R. Smith, and David Wetherall. Wi-Fi Backscatter: Internet Connectivity for RF-Powered Devices.SIGCOMM’14, 2014 DOI: 10.1145/2619239.2626319

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