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구글 공동 투자…‘배터리 없는 휴대폰’ 나왔다

라디오 신호와 초소형 태양광 전지로 전력 수급

김경민 기자 ㅣ kkim@sisajournal.com | 승인 2017.07.12(Wed) 17:00:00

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휴대전화를 배터리 없이 사용할 수 있다면 얼마나 좋을까. 휴대폰 없인 하루는커녕 한 시간도 견디지 못하는 현대인들에게 충전이 필요없는 휴대폰은 ‘꿈’과 같은 존재다. 그런데 아예 충전을 할 배터리가 없다면? 

 

이런 현대인의 로망에 한 발짝 가까이 다가선 한 연구 결과가 나왔다. 7월1일 ‘쌍방향․모바일․웨어러블․유비쿼터스 기술분야 컴퓨팅기구 연합회보’에 따르면 미국 워싱턴대(UW) 연구팀이 배터리 없이 작동하는 휴대전화를 개발했다. 연구팀은 오직 상용화된 부품들을 이용해 상업용 ‘프로토타입’을 제작했다. 나아가 이 기기를 사용해 인터넷 음성서비스인 ‘스카이프’ 전화를 거는데 성공했다. 배터리 없이 전화 기기만으로도 음성을 송수신하고 기지국과 통신이 가능함을 입증한 셈이다. 

 

미국과학재단과 구글이 공동으로 연구비를 지원한 연구는 ‘NO 배터리 휴대폰’의 초석이 될 것으로 기대되고 있다. 이 기술이 상용화될 경우 유선 및 무선 충전기가 사라질 수 있다. 전력플러그 옆에 늘 어지럽게 놓여있던 충전용 전선도 사라질 수 있다. 무엇보다 배터리 발화 위험도 줄어들 전망이다. 

 


 

휴대폰 충전기 0.00000035배 전력만으로 음성통화

 

이번에 개발된 배터리 없는 휴대폰은 그러나 전력이 아주 안 들어가는 것은 아니다. 일부 작업을 수행하는데 약간의 전력이 필요하다. 음성 통화에 최대 3.5㎼(마이크로와트, 1㎼=10억분의 1㎾)면 된다. 완전히 충전된 상태에서 전원과 연결돼있는 휴대폰 충전기가 시간당 소비하는 전력이 0.01㎾인 것을 감안하면 매우 적은 양이다. 

 

극소량의 전력은 두 가지 방식으로 수급할 수 있다. 최대 9.4m 떨어진 기지국에서 전송되는 라디오 신호에서 전력을 수집하는 방법과 쌀알 크기 정도의 작은 태양전지에 주변 광원을 담아 사용하는 방법이다.

 

연구팀은 휴대전화가 작동방식을 원점에서 재검토하며 거의 모든 단계에서 전력소비량을 최소화하는 방향으로 설계해갔다고 설명했다. 휴대폰에서 많은 에너지를 소모하는 과정 중 하나가 음성데이터를 처리하는 방식이다. 소리라는 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 과정은 상당히 많은 전력이 요구되는 과정으로 연구팀은 음성데이터를 처리하는 방식을 완전히 바꿨다. 통화할 때 전화 마이크나 스피커에서 작은 진동이 발생하는 것에 착안한 아이디어였다. 마이크와 스피커에 안테나를 연결해 진동을 감지한 뒤 이를 셀룰러 기지국에서 방출되는 표준 아날로그 무선신호로 변환하는 방식이다. 반대로 음성을 수신하기 위해서는 인코딩된 무선신호를 전화의 스피커가 포착한 음성진동으로 변환한다. 

 

연구팀은 이 특별한 무선신호 송수신 기술을 위해 별도로 기지국을 설계했지만, 향후 현재 쓰이고 있는 표준 셀룰러 네트워크 환경이나 무선 공유기(와이파이 라우터)에 쉽게 통합할 수 있을 것으로 보고 있다. 그러니까 무선 공유기가 설치돼있는 곳이면 어디서든 배터리 없는 휴대폰을 사용할 수 있게 되는 셈이다. 

 

 

무선 공유기 있으면 배터리 없는 휴대폰 사용 가능

 

아직 기술적 한계는 있다. 무엇보다 현재의 휴대폰 기술에서 전력소비가 큰 부 부분, 디스플레이와 카메라 기술 장착이 어렵다는 점이다. 이번에 개발된 배터리 없는 휴대폰은 디스플레이나 터치인식 번호패드가 없다. 상용화에 있어 가장 큰 걸림돌인 셈이다. 업계는 표준 대형 터치스크린 장착까지 상당한 시간이 걸릴 것으로 전망하고 있다. 터치스크린의 경우 휴대폰의 에너지 소모량이 수백배에서 수천배 늘어날 수 있기 때문에 ‘제로(0)’에 가까운 저전력으로 디스플레이를 구동할 수 있는 기술 개발이 선행돼야 한다는 지적이다. 이번 연구팀은 향후 저전력 ‘E-잉크 스크린’을 사용해 디스플레이 기능을 추가한 버전을 개발할 예정이라고 밝혔다.

 

 

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