배터리가 필요 없는 센서를 적용한 산업용 사물 인터넷 플랫폼이 현실화 하고 있다.

산업용 사물 인터넷(IoT) 장치의 수가 폭발적으로 증가하고 있지만 사물인터넷에 사용하는 센서는 제한된 에너지 공급과 배터리 수명이 문제였다.

스타트업 ‘에버엑티브(Everactive)’는 24 시간 작동하고 최소한의 유지 보수로 20년 이상 지속될 수 있는 산업용 센서를 개발했다. 이 회사는 배터리를 재설계하는 것이 아니라 완전히 제거해 센서를 만들었다.

핵심은 Everactive의 초 저전력 집적 회로로, 실내 조명 및 진동과 같은 소스에서 에너지를 수집해 데이터를 생성한다. 센서는 해당 데이터를 Everactive 클라우드 기반 대시 보드로 지속적으로 전송해 사용자에게 실시간 통찰력, 분석 및 산업용 IoT 장치의 모든 기능을 활용할 수 있도록 경고한다.

Everactive의 공동 최고 기술 책임자(CTO) 데이비드 벤틀로프(David Wentzloff)는 “이 모든 것은 지속적인 모니터링을 지원하는 초 저전력 칩에 의해 가능해졌다. 라디오를 끄거나 배터리 수명을 절약하기 위해 다른 작업을 [제한]하는 것과 같은 절충안을 만들지 않는다”고 말했다.

Everactive는 대량으로 신속하게 적용할 수 있는 칩 위에 완제품을 구축한다. 최초의 제품은 스팀 트랩을 모니터링하여 스팀 시스템에서 응축수를 배출한다. 이러한 시스템은 다양한 산업에서 사용되며 Everactive의 고객은 해당 분야의 기업을 포함한다. 석유 및 가스, 종이 및 식품 생산과 같은 Everactive는 배터리가 없는 2 세대 칩에서 실행되는 모터 및 펌프와 같은 회전 기계를 모니터링하는 센서도 개발했다.

다른 센서와 관련된 비용 및 제한을 피함으로써 회사는 IoT 기반의 미래 공장으로의 전환에 중요한 역할을 할 수 있다고 믿는다.

배터리

벤틀로프와 함께 Everactive의 공동 창립자이자 공동 CTO 벤튼 칼하운(Benton Calhoun)은 MIT에서 근무한 이후로 10년 이상 저전력 회로 설계 작업을 해왔다.

MIT에서 박사 학위를 취득한 후 둘은 각각 미시간대(Wentzloff)와 버지니아대(Calhoun)에서 조교수가 됐다. 다른 지역에 정착한 후에도 둘은 계속해서 공동 연구를 통해 연구 분야를 결합한 회로 기반 시스템을 구축했다.

이들의 공동 연구실은 사용자의 움직임, 체온, 심박수 및 기타 신호를 추적하고 해당 데이터를 휴대 전화로 전송할 수 있는 배터리가 필요 없는 생리학적 모니터를 만들었다.이 모두는 체온에서 수확한 에너지로 실행된다.

2014년에 그들은 반도체 업계의 베테랑 브렌단 리차드슨(Brendan Richardson)과 파트너 관계를 맺고 ‘PsiKick’이라는 회사를 설립했다.

당시 설립자들은 센서 인터페이스, 처리 능력, 메모리 및 무선 신호와 같은 전체 컴퓨팅 시스템의 기능을 포함하는 회로 설계를 재구성하려고 했다. 에너지 수확 메커니즘과 전력 관리 기능을 통합하는 데 필요했다.

창립자들은 처음에는 솔루션을 구축하기 위해 회사에 칩을 판매하려고 시도했지만 업계는 배터리가 필요 없는 칩에 충분히 익숙하지 않았다.

이후고객을 위한 자체 솔루션을 구축하기 시작, 오늘날 Everactive는 무선 네트워크와 데이터 분석을 통합하는 보다 광범위한 서비스의 일부로 센서를 제공한다.

이들이 개발한 센서는 작은 진동, 공장 내부의 조명, 화씨 10도 이하의 열 차이로 구동 될 수 있다. 이 기기는 온도, 가속도, 진동, 압력 등을 감지할 수 있다.

업체는 자사의 센서가 기존 센서보다 작동 비용이 훨씬 적고 수천 개의 배터리 구동 장치를 도입할 때 발생하는 유지 관리 문제를 피할 수 있다고 말한다.

예를 들어 Everactive에 따르면 공장이 만개의 기존 센서를 도입할 때 배터리 수명이 3 년이라고 가정하면 고객은 매년 평균 3,333 개의 배터리를 교체해야 한다. 이는 하루에 9개 이상 이다.

차세대 혁명

유지 보수 및 교체 비용을 절감해 Everactive는 더 많은 센서를 배치, 센서의 상시 작동과 운영이 가능하다.

수천 개의 Everactive 스팀 트랩 센서가 이미 적용된 상태에서 모터 등 회전 기계용 센서가 IoT 시장에 더 큰 영향을 줄 수 있다.

Everactive의 2 세대 제품을 넘어서 설립자들은 반투명하고 유연하며 우표 크기 센서 구현을 계획하고 있다. 센서를 기계에 붙이기 만하면 데이터 생성을 시작할 수 있다. 설치 및 사용의 용이성은 공장 현장을 넘어서는 의미를 갖는다.

칼하운은 “스마트 운송, 스마트 농업 등 IoT는 우리의 모든 환경을 스마트하게 만들수 있다. 센서는 무슨 일이 일어나고 있는지 인식하고 해당 정보를 사용하여 이러한 환경이 방식대로 작동하도록한다. 그러한 비전을 실현하기 위해 배터리 없는 센서가 필요하다. 다음 컴퓨팅 혁명의 일부가 될 것”이라고 말했다.