한양대학교 전기·생체공학부 바이오메디컬공학전공 유형석 교수 연구팀이 옷에 새겨진 도전성 자수를 통해 웨어러블 사물 인터넷 기기(IoT)에 무선으로 전력을 공급하는 기술을 개발했다고, 한양대가 6일 밝혔다.

연구팀이 개발한 ‘스마트 에너지 하베스팅 시스템’은 높은 이득(gain)과 넓은 빔폭(beam width)을 가지는 다중 포트 안테나와 최대 69%의 변환 효율을 가지는 정류기를 통해 다양한 방향에서 들어오는 2.4 GHz의 전파 에너지를 높은 효율로 무선 수신할 수 있다. 연구팀은 해당 시스템을 전도성 직물을 활용해 옷의 자수 형태로 제작함으로써 배터리로부터 자유로운 웨어러블 시스템을 구현했다.

유형석 교수는 이번 연구결과에 대해 “웨어러블 기기 및 센서들의 구조, 기술적 제약으로 놓여 있던 배터리 및 전원공급 문제를 극복할 수 있는 대안을 제시했다”며 “스마트 에너지 하베스팅 시스템은 배터리가 포함되기 어려운 초소형 웨어러블 IoT 기기 및 센서의 전원 공급 기술로서 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 과학기술정보통신부 산하 정보통신기획평가원(IITP)의 ‘인체 삽입형 의료기기를 위한 초소형 고효율 무선 전원공급 및 통신 기술개발’ (전파연구센터, RRC) 과제의 지원을 받아 수행된 이번 연구의 결과는 전기전자기기 분야 세계 최고 권위지인 ‘IEEE Transactions on Industrial Electronics’에 2023년 12월 온라인 게재됐다.

논문명 :Battery-Free Digitally Embroidered Smart Textile Energy Harvester for Wearable Healthcare IoTs

[사진자료] 연구팀이 개발한 스마트 에너지 하베스팅 기술 모식도와 시제품 제작 형태