사람 피부로 충전하는 웨어러블 나올까

미국 카네디멜론대 연구진들이 사람의 피부를 전기 도체로 사용해 배터리 없이 웨어러블 기기의 전력을 공급하는 기술을 개발했다고 안드로이드오쏘리티 등 외신들이 최근 보도했다.

보도에 따르면, 카네기멜론대 퓨처인터페이스 그룹 연구진들은 사람의 피부를 전기 도체로 활용하는 ‘파워-오버-스킨’(Power-over-Skin) 기술을 개발했다. 이 연구는 사람의 인체가 40MHz에서 무선 주파수(RF) 에너지를 효율적으로 전송한다는 이전 연구를 기반으로 시작됐다.

이 기술은 신체에 착용한 단일 배터리 구동 송신기에서 피부에 부착된 기기로 전력을 전달하는 방식이다. 수신기가 신체에 접촉했을 때 발생하는 정전용량의 변화를 감지해 전력을 공급하게 된다. 연구진은 왼쪽 바지 주머니에 있는 송신기에서 왼쪽 팔의 이두근에 있는 수신 장치에 약 100µW 이상의 전력을 안전하게 전달할 수 있었다.

연구진들은 조이스틱이 달린 블루투스 반지, 건강 데이터를 기록하는 스틱 앤 포겟 의료용 패치, 화면이 달린 햇빛 노출 패치 등으로 해당 기술을 시연했다.

해당 기술은 향후 가상현실 헤드셋과 새로운 유형의 웨어러블 장치에 사용할 수도 있으며, 사람의 인체는 지속적으로 에너지를 생성하기 때문에 웨어러블 기기를 제거하거나 충전할 필요 없고 여러 기기를 동시에 착용할 수 있다. 이를 통해 웨어러블 기기에 배터리를 넣지 않아도 돼 제품 무게와 부피가 가벼워질 수 있을 것으로 보인다. 단점은 이 기술이 100µW이라는 비교적 적은 양의 전력만을 전송할 수 있다는 점이다.

연구진들이 해당 기술 시연에 사용한 기기 중 하나인 전자귀걸이 (사진=워싱턴대학)

연구진들은 공급할 수 있는 전력량은 송신기와 수신기의 거리에 따라 달라진다고 설명했다. 연구진은 헤드셋에 유용할 수 있는 오른쪽 발바닥, 복부, 왼쪽 손목, 얼굴 등 4개의 송신기 위치와 웨어러블 기기가 주로 사용되는 오른쪽 발목, 목 뒤, 흉골, 좌우 이두근, 왼쪽 검지손가락 등 6개의 수신기 위치를 테스트했다.

송신기와 수신기 간 거리가 가장 짧을 때 측정된 최대 출력은 평균 1.53밀리와트(mW)였으며, 최저 출력은 5.3마이크로와트(μW)로 기록됐다. 옷을 통과해 전력 전송도 가능했지만 효율성은 떨어졌다.