한양대학교는 바이오메디컬공학과 이병훈 교수 연구팀이 땅속에서도 다수의 IoT(사물인터넷) 기기를 영구적으로 운용할 수 있는 무선 전력 및 데이터 전송 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 기존 스마트 농업이나 지중 시설물 관리 현장에서는 흙이나 콘크리트가 무선 신호(RF)를 차단하는 특성 때문에 기기 운용에 어려움이 있었다. 센서의 배터리를 교체하기 위해 땅을 파헤치거나 유선망을 구축해야 하는 등 높은 유지보수 비용이 걸림돌이었다.
또한 기존 기술은 여러 기기에 전력을 보내면서 동시에 데이터를 수신할 경우 신호 간섭으로 인해 통신이 단절되는 문제도 있었다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 '자기 유도(Magnetic Induction) 도미노 구조'를 도입했는데, 이는 코일을 일정하게 배열해 전파 음영 지역에서도 징검다리를 건너듯 전력과 데이터를 멀리 전달하는 방식이다. 이와 함께 '부하-공진기 교차 배치(Load-Resonator Interleaved)' 기술도 고안해냈다.
그 결과 연구팀은 개발한 기술을 통해 토양 환경 실증 실험에서 77㎝의 거리까지 센서가 안정적으로 작동함을 확인했다.
아울러 이번 기술은 '유지보수 프리(Free)' 인프라 구축이 가능하다는 점에서 파급효과가 크다. 넓은 농장이나 지중 시설물 관리에 변화를 가져올 전망이며, 체내 이식형 의료기기 등 바이오메디컬 분야로의 확장 가능성도 매우 높다.
이 교수는 "이번 연구는 시스템 구조를 단순화하면서도 전력 공급과 데이터 통신이라는 두 마리 토끼를 동시에 잡았다는 데 학술적, 산업적 의의가 있다"고 전했다.
한편 해당 연구는 한국산업기술진흥원과 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐으며 '국제전기전자기술협회 산업정보학학회 논문지(IEEE Transactions on Industrial Informatics)'에 지난달 온라인 게재됐다.
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