충전기 하나로 로봇 2대 동시 무선 충전한다

ETRI, '듀얼사이드 로봇 무선충전' 기술 개발

하나의 장치로 2대의 로봇을 동시에 무선 충전하는 기술이 개발됐다. 

한국전자통신연구원(ETRI)은 하나의 송신 코일로 양방향에서 동시에 무선 충전을 할 수 있는 '듀얼사이드 로봇 무선충전' 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 

ETRI 연구진이 듀얼사이드 무선충전 시스템의 개선 방안에 대해 논의하는 모습 (사진=ETRI)

여러 개 장치에 대한 무선 충전은 하나의 송신기가 여러 개 수신 모듈에 전력을 보내고, 이를 이용해 다시 각 장치를 충전하는 방식으로 이뤄진다. 현재 두 개의 수신기를 동시에 충전하려면 수신기보다 큰 송신 코일 자기장을 만들어야 한다. 이 때문에 공간을 많이 차지하고 비용이 올라가는 문제가 있었다. 

연구진은 수신 코일과 같은 크기의 동전 모양 송신 코일을 지면과 수직으로 세우고 송신 코일의 양쪽 면을 모두 활용, 두 대의 로봇을 동시에 무선충전하는 방식을 개발했다. 기존 1:1 무선충전 방식보다 시스템 가격을 대폭 절감할 수 있다.

두 대의 로봇을 동시에 각각 50와트(W)의 전력으로 무선충전해 1시간 안에 완충할 수 있다. 연구진은 직경 20㎝ 크기의 코일로 7㎝의 전송 거리와 90% 이상의 효율을 구현했다. 세계 최고 수준의 전송 거리와 성능을 가지면서도 국내 전자파 간섭 규격(KN 14-1)을 만족, 상용화에 더욱 근접했다고 연구진은 밝혔다. 

ETRI는 동양이엔피·디에스시동탄 등 중소·중견기업과 협력해 2025년까지 기술을 이전하고 스마트 팩토리에서 실증을 진행한다. 이를 통해 무인운반로봇(AGV)이나 서비스 로봇 등 다양한 로봇 플랫폼에 적용 가능한 기술을 개발하고 상용화를 추진한다. 

듀얼사이드 로봇 무선충전 시스템 구성도 (자료=ETRI)

ETRI 이번 연구 성과를 확장, 하나의 송신기로 최대 6대의 서비스 로봇을 동시에 충전하는 군집 로봇 무선충전 시스템, 다양한 충전 환경에 대응할 수 있는 다중 전력 제어 기술도 개발할 계획이다. 

스마트팩토리나 물류센터뿐 아니라 사무실, 식당, 병원 등 다양한 곳에서 로봇을 활용할 수 있게 되리란 기대다. 

박승근 ETRI 전파연구본부장은 "미래 로봇 산업의 발전 및 무선충전 기술의 적용 가능성을 고려할 때 본 기술은 파급효과가 매우 큰 기술"이라며 "AGV, 서비스 로봇 등 다양한 로봇에 적용 가능해 무선충전 기술을 더욱 활성화할 기반 기술로 본다"라고 밝혔다.