콘센트에 전선이 꽂혀 있지 않아도, 무거운 배터리를 장착하지 않아도 기기가 24시간 내내 스스로 작동하는 세상이 마침내 눈앞에 다가왔습니다. SF 영화 속에서나 등장하던 ‘공중 무선 전력 전송’ 기술이 물류 창고의 로봇 시스템에 성공적으로 이식되며 전 세계 테크 업계의 이목을 집중시키고 있습니다. 스마트폰 무선 충전처럼 패드 위에 올려두는 제한적인 방식이 아닙니다. 눈에 보이지 않는 레이저 빛을 허공으로 쏘아 보내, 사방으로 바쁘게 움직이는 로봇에 실시간으로 순수 에너지를 수송하는 혁신적인 기술이 완성 단계에 접어든 것입니다.
최근 IT 전문 매체 BGR을 비롯한 외신 보도에 따르면, 호주의 에너지·로봇 분야 스타트업 아퀼라(Aquila)는 레이저를 이용해 이동식 창고 로봇에 전선이나 배터리 교체 없이 무선으로 전력을 공급하는 놀라운 기술 시연에 성공했습니다. 이번 시연은 단순히 “작동이 가능하다”는 가능성을 보여준 수준을 넘어섰습니다. 아퀼라는 이번 공식 프로젝트를 통해 전 세계 무선 전력 전송 역사상 가장 의미 있는 두 가지 대기록을 동시에 경신했다고 발표했습니다.
첫 번째 기록은 레이저로 전송된 에너지의 양입니다. 아퀼라는 이번 시연에서 무선 레이저 전송 방식으로 역대 최대 전력량인 4kWh(킬로와트시)의 에너지를 로봇에 도달시키는 데 성공했습니다. 4kWh는 가정용 고성능 전자제품을 장시간 구동할 수 있을 만큼의 강력하고 실용적인 에너지 규모입니다. 두 번째 기록은 지속 시간입니다. 일시적인 전력 전달에 그치지 않고, 무려 24시간 동안 단 한 번의 끊김도 없이 연속으로 전력을 공급하는 끈기 있는 안정성을 증명해 냈습니다. 이 두 가지 성과는 실험실 안의 이론적 수치에 갇혀 있던 레이저 무선 충전 기술이 산업 현장에 직접 투입될 수 있는 ‘상용화 궤도’에 올랐음을 뜻합니다.
아퀼라가 개발한 레이저 기반 무선 전력 전송 기술의 핵심 메커니즘은 매우 직관적이면서도 정교합니다. 전력 송신 장치에서 특정 파장의 안전한 고도 지향성 레이저 빔을 발사하면, 움직이는 로봇 표면에 장착된 특수 수신 패널(광전지 셀)이 이 빛을 흡수해 즉각 전기 에너지로 변환하는 구조입니다. 기존의 무선 충전 방식인 ‘자기유도’나 ‘자기공명’ 방식은 충전 패드와 기기 사이의 거리가 센티미터(cm) 단위로 극히 짧아야 한다는 치명적인 한계가 있었습니다. 반면 아퀼라의 레이저 전송 기술은 거리에 구애받지 않고 먼 거리에서도 움직이는 물체를 정확하게 조준해 에너지를 쏠 수 있다는 독보적인 장점을 지니고 있습니다.
이 기술이 가장 먼저 혁신을 일으킬 무대는 바로 현대 산업의 중심지인 ‘스마트 물류 창고’입니다. 현재 전 세계 아마존(Amazon)이나 쿠팡 같은 대형 물류센터에서는 수천, 수만 대의 이동식 자율 로봇(AGV/AMR)이 물품을 나르고 있습니다. 하지만 이 로봇들은 몇 시간 작동한 후에는 반드시 충전 스테이션으로 돌아가 배터리를 충전해야 하거나, 무거운 배터리를 통째로 교체해야 하는 번거로움이 있었습니다. 로봇이 충전을 위해 멈춰 서 있는 시간은 곧 물류 프로세스의 공백이자 기업의 비용 손실로 직결됩니다.
하지만 아퀼라의 기술이 도입되면 물류 로봇의 패러다임이 완전히 뒤바뀌게 됩니다. 로봇들은 천장이나 벽면에 설치된 레이저 송신기 장치로부터 이동 중에도 끊임없이 전력을 공급받기 때문에, 1년 365일 24시간 동안 단 1초도 멈추지 않고 연속으로 가동할 수 있습니다. 충전 스테이션을 지을 공간을 아껴 창고 공간 효율성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 로봇 내부에 무겁고 비싼 대용량 배터리를 탑재할 필요가 없어지므로 로봇 자체의 제작 단가와 무게를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 가벼워진 로봇은 에너지를 덜 소비하게 되어 전체적인 산업 에너지 효율이 동반 상승하는 선순환 구조가 만들어집니다.
물론 레이저로 전력을 보낸다는 개념에 대해 안전성 우려를 제기하는 시각도 존재합니다. 사람이나 다른 물체가 레이저 경로를 가로막았을 때 발생할 수 있는 위험성 때문입니다. 아퀼라는 이러한 문제를 해결하기 위해 고도화된 소프트웨어 안전 시스템을 함께 구축했습니다. 레이저가 진행하는 경로에 아주 작은 장애물이나 인간의 움직임이 감지되면 마이크로초(㎲) 단위의 초고속으로 레이저 빔을 즉시 차단하거나 경로를 우회시키는 차단 제어 기술을 적용하여 작업자의 안전을 철저하게 보장합니다.
전문가들은 이번 아퀼라의 4kWh·24시간 연속 전력 공급 성공이 향후 스마트 팩토리, 드론 배송, 우주 산업 등 다양한 영역으로 뻗어나갈 기폭제가 될 것으로 전망하고 있습니다. 배터리 용량의 한계로 인해 비행시간이 수십 분에 불과한 드론에 지상에서 레이저를 쏘아 상공에 며칠 동안 떠 있게 만들거나, 전선 설치가 불가능한 극한 환경 및 재난 지역에 원격으로 전력을 공급하는 등 응용 분야는 무궁무진합니다. 선과 배터리의 제약으로부터 인류의 기계 장치들을 완전히 해방시킨 아퀼라의 레이저 무선 전력 기술은 미래 산업 지형을 바꿀 가장 강력한 에너지 혁신의 신호탄이 되고 있습니다.
