MIT, 체내 무선 전력 공급 시스템 개발

돼지 실험에 성공

전자 기기에 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 전송 방식이 스마트폰 등의 장치에서 실용화 된 가운데, MIT 연구진은 이 기술을 사용해 동물의 체내에 삽입한 기계에 무선으로 전력을 공급하는 시스템을 개발했다.

6일 IT 전문지 기가진은 MIT 뉴스가 공개한 체내 무선 전력 공급 시스템을 소개했다.

외신에 따르면 기존 체내에 삽입해 구동하는 타입의 기기는 기기 자체에 일정한 수명을 가진 배터리를 탑재해야 했다. 문제는 배터리가 장비 대부분의 공간을 차지할 만큼 커서 기기 소형화에 어려움을 낳았다.

MIT의 파델 아디브(Fadel Adib) 교수 연구팀은 몸을 안전하게 통과할 수 있는 고주파를 이용, 체내에 삽입한 장비에 전력을 공급하는 시스템을 개발했다.

연구팀은 이미 돼지를 이용한 동물 실험에 성공했다. 돼지 피부로부터 1m 떨어진 거리에서 출발한 고주파 전력을 피부 밑 10cm 깊이에 묻은 기기에 공급한 것. 또 기기가 피부 표면 가까이 설치돼 있는 경우는 무려 38m 멀리서도 전력을 공급할 수 있었다.

무선으로 체외에서 전력이 공급 가능한 체내 삽입형 기기는 거대한 배터리를 필요로 하지 않기 때문에 지금까지 사용돼 온 장비보다 소형화 하는 것이 가능하다. 이번 동물 실험에서는 쌀알만 한 크기의 기기를 사용했지만, 더욱 소형화가 가능하다고 연구진은 밝혔다.

지금까지 체내에 포함된 기기에 무선으로 전력을 공급하는 기술은 전파가 몸을 통과할 때 전파가 소실돼 장비에 필요한 전력을 제대로 공급할 수 없다는 문제가 있었다. 이 문제를 극복하기 위해 연구팀은 In Vivo Networkin9(IVN)이라는 기술을 개발했다.

IVN 시스템은 서로 조금씩 다른 주파수의 전파를 방사하는 안테나를 배열해 전파가 진행되면서 여러 어긋난 주파수가 겹치도록 한다. 일정한 범위에서 여러 주파수가 겹쳐 큰 전파를 생성하는 원리다.

몸에 삽입된 유형의 의료 기기는 몸의 상태를 실시간으로 모니터링하고 의사에게 필요한 정보를 보내거나 치료에 필요한 약물을 정확한 곳에 전달하는 역할을 한다. IVN 시스템은 급전 방식으로 전력을 공급하는 것뿐 아니라, 체내기기에 전기 신호를 보내 특정 동작을 시키는 컨트롤러 기능도 수행할 수 있다.

또 연구진은 체외에서 체내의 적절한 부위에 전력을 전송하는 정밀도가 향상되면 파킨슨병 같은 질병의 치료법으로 뇌의 적절한 부위에 전기적 또는 자기적 자극을 주는 뇌 심부 자극술도 가능할 것으로 기대하고 있다.

연구팀은 이번에 개발한 무선 급전 시스템을 계속 개량 시켜 나갈 계획이다. 또 의료 기기분야 외에도 RFID(극소형 칩에 상품정보를 저장하고 안테나를 달아 무선으로 데이터를 송신하는 장치) 기술을 이용한 무선 통신도 IVN 시스템을 응용할 수 있을 것으로 전망했다.