웨어러블의 발전 technology 우리가 살고, 일하고, 즐기는 방식은 물론, 의료 서비스가 제공되고 제공되는 방식도 바꾸고 있습니다. 일상 생활에 스며든 웨어러블에는 스마트 시계와 무선 이어폰이 포함되며, 의료 환경에서는 웨어러블 주사기, 심전도(ECG) 모니터링 패치, 청각 보조 장치 등이 일반적인 장치에 포함됩니다.
이러한 웨어러블을 사용할 때 직면하는 주요 문제점은 이러한 장치에 적절하고 편리하게 전원을 공급하는 문제입니다. 사용하는 웨어러블의 수가 증가함에 따라 여러 개의 배터리를 동시에 충전해야 하는 필요성이 증가하고 엄청난 양의 전기를 소비합니다. 많은 사용자들이 매일 수많은 기기를 충전하는 것이 번거롭다고 느끼며, 배터리가 소진되면 불편한 서비스 중단이 발생합니다.
싱가포르 국립 대학교(NUS)의 전기 및 컴퓨터 공학과 및 N.1 Institute for Health의 부교수인 Jerald Yoo가 이끄는 연구팀이 이러한 문제에 대한 솔루션을 개발했습니다. 그들의 기술은 인체를 전력 전송 매체로 사용하여 주머니에 넣은 휴대폰과 같은 단일 장치가 사용자의 신체에 있는 다른 웨어러블 장치에 무선으로 전원을 공급할 수 있도록 합니다. 이 팀의 새로운 시스템에는 추가적인 이점이 있습니다. 일반적인 가정이나 사무실 환경에서 전자 제품의 미사용 에너지를 수집하여 웨어러블에 전력을 공급할 수 있습니다.
인체를 에너지 전달 매체로 활용
배터리 수명을 연장하고 웨어러블 장치의 완전 자율적이지만 무선 작동을 유지하려면 전력 전송 및 에너지 하베스팅 접근 방식이 필요합니다. 그러나 기존의 신체 부위 웨어러블 전원 공급 방식은 전원이 전달될 수 있는 거리, 장애물에 직면하지 않고 에너지가 이동할 수 있는 "경로" 및 에너지 이동의 안정성에 의해 제한됩니다. 이와 같이 현재의 어떤 방법도 인체 전체에 배치된 웨어러블에 지속 가능한 전력을 제공할 수 없었습니다.
NUS 팀은 무선 전력 공급의 장애물인 인체를 전력 전송 및 에너지 수확을 위한 매체로 사용하는 수신기 및 송신기 시스템을 설계하여 이러한 한계를 극복하기로 결정했습니다. 각 수신기와 송신기에는 몸 전체에 대한 적용 범위를 확장하는 발판으로 사용되는 칩이 포함되어 있습니다.
사용자는 사용자의 손목에 있는 스마트 워치와 같이 단일 전원에 송신기를 배치하기만 하면 되며, 여러 수신기를 사람의 신체 어디에나 배치할 수 있습니다. 그런 다음 시스템은 소스의 에너지를 활용하여 신체 결합 전력 전송이라는 프로세스를 통해 사용자 신체의 여러 웨어러블에 전원을 공급합니다. 이러한 방식으로 사용자는 하나의 장치만 충전하면 되고 착용하고 있는 나머지 장치는 단일 소스에서 동시에 전원을 켤 수 있습니다. 팀의 실험은 그들의 시스템이 10시간 이상 지속되는 동안 신체에 있는 최대 10개의 웨어러블 장치에 전원을 공급할 수 있는 완전히 충전된 단일 전원을 허용한다는 것을 보여주었습니다.
보완적인 전력원으로서 NUS 팀은 환경에서 에너지를 수확하는 방법도 조사했습니다. 그들의 연구에 따르면 일반적인 사무실과 가정 환경에는 사람들이 예를 들어 실행 중인 노트북에서 항상 노출되는 기생 전자기(EM) 파동이 있습니다. 이 팀의 새로운 수신기는 주변 환경에서 EM파를 제거하고 신체 결합 전원 공급이라는 프로세스를 통해 인체가 이 에너지를 수확하여 신체 주변의 위치에 관계없이 웨어러블 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.
더 작고 배터리가 필요 없는 웨어러블을 위한 길을 닦다
연구팀의 방법의 이점에 대해 유 부교수는 “배터리는 웨어러블 장치에서 가장 비싼 구성 요소 중 하나이며 디자인에 부피를 더합니다. 우리의 고유한 시스템은 배터리가 필요하지 않아 제조업체가 생산 비용을 크게 줄이면서 장치를 소형화할 수 있도록 합니다. 더 흥미롭게도 배터리의 제약 없이 우리의 개발은 ECG 패치, 게임 액세서리 및 원격 진단과 같은 차세대 웨어러블 애플리케이션을 가능하게 할 수 있습니다.”
NUS 팀은 송신기/수신기 시스템의 전력 효율성을 지속적으로 향상시킬 것이며, 미래에는 사용자의 휴대 전화나 스마트 워치 등 주어진 전력 전송 장치가 다른 모든 웨어러블의 네트워크 전력 수요를 충족할 수 있기를 희망합니다. 몸에, 따라서 더 이상 가능하게 하는 배터리 일생.