지금까지 페이스메이커 (심박 조율기) 같은 체내 임플란트들은 디바이스를 작동시킬 전력을 공급하기 위해 배터리와 함께 이식해야 했다. 이런 배터리들은 부피가 크고 배터리 수명이 다할 때마다 수술을 통해 배터리를 교체해줘야 하기 때문에 번거로울 뿐 아니라 임플란트를 심을 수 있는 위치마저도 제한적이었다. 하지만 스탠포드 대학에서 무선 충전 가능한 체내 임플란트를 개발함으로써 이런 문제들이 해결되었다. 무선 충전이라는 개념 자체는 새롭지 않지만, 전력을 사람 몸 속으로 안전하게 전달한다는 점이 놀랍다.
스탠포드 전자공학과 Ada Poon 교수의 랩에서는 이미 쌀 한 톨보다 더 작은 크기의 페이스메이커를 개발하였다. 이 페이스메이커는 신용카드 한 장 크기의 작은 무선 충전기에서 전달하는 전파로 충전이 가능하다. 이 기술을 사람 몸에 사용하려면 시간이 걸리겠지만, 돼지와 토끼에서는 이미 검증이 되었다.
Ada Poon 교수는 “임플란트용 디바이스들이 최대한 작아져야 몸 더 깊은 곳에 심을 수 있고, 병을 고치는 새로운 방법을 고안해낼 수 있다”고 말했다. 체내 임플란트를 무선 충전하는 이 기술은 뇌심부 자극이나 생체 기능을 모니터링하는 체내 센서 등 활용 범위가 넓을 것으로 보인다.
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오호~ 그래도 충전없이도 일주일 정도(?)는 버텨야 할테니 배터리는 들어가긴 해야하지 않을지. 무선 충전이 이런데에서도 쓰일수 있다는게 참신하긴 하네요. 그동안 무선 충전이 편리함으로 에너지를 더 쓰는 개념이라 (아무래도 유선보단 손실이 조금 더 클테니) 그닥 괜찮아보이진 않았는데, 이런 부분에서는 유용하겠네요.
가칭 mid-field wireless transfer 라는 기술과 near field wave 기술의 차이점이 이 기사의 핵심으로 보입니다. 그런데 여기에 대한 설명이 부족해서, 마치 무선 충전 개념이 처음 도입된 듯한 오해를 불러 일으키는 것 같습니다.
제가 원문에서 읽은 내용을 설명드리자면, near filed wave는 파동 형태로 전달되지 않아 몸속에 심은 전자기기에 파워를 전달하는 거리가 아주 짧습니다. 그러면서도 대형 코일을 심어 놓아야 했습니다. 즉, 전에는 대형 배터리를 붙여 오래 가게 하거나 (결국 수술로 배터리를 교환해야 합니다), 커다란 코일을 붙여 near field wave를 받야야 했습니다. 그러나 mid-field wireless transfer라는 기술은, 피부에 이 전자기 필드가 닿으면 전파되는 전자기파 형태가 됩니다. 그래서 파워 전달 거리가 길어지게 됩니다. 따라서 near field의 한계를 넘어서게 됩니다. mid-field 기술로 전자 장치를 인체 깊이 심어도 배터리 충전이 가능해져서 크기를 줄일 수 있고 수명도 길어지니 앞으로 의사들이 인체에 전자장치를 좀더 많이 이용하게 되는 계기가 되리라 생각합니다.