WiBotic의 비즈니스 개발 부문 부사장인 Matt Carlson – 인터뷰 시리즈

Matt Carlson은 WiBotic Inc의 비즈니스 개발 부사장입니다. WiBotic Inc는 공중, 이동형, 수중 로봇 시스템을 위한 안정적인 무선 전원 솔루션을 제공하는 회사입니다.

무선 충전 솔루션이 로봇틱스의 미래에 왜 इतन 중요한가요?

로봇은 대부분의 응용 프로그램에서 자율적으로 충전할 수 있어야 합니다. 배터리 충전이나 교체를 관리하기 위해 직원을 고용하는 것은 비용 효율적이지 않습니다. 그러나 현재 대부분의 자율 충전은 도킹 스테이션을 사용하여 물리적인 전기 접촉을 통해 수행됩니다.

이것은 매우 정밀한 내비게이션을 요구하며 항상 신뢰할 수 없습니다. 충전 도크에 대한 충분한 정렬을 실패하면 충전 주기가 실패하고 로봇이 다운될 수 있습니다. 또한 접촉 기반 스테이션은 시간이 지남에 따라 마모되거나 더럽거나 부식될 수 있으며 이는 일관된 충전을 방해할 수 있습니다. 마지막으로 로봇 OEM은 다양한 전기 접촉 유형을 사용하므로 모든 로봇을 충전할 수 있는 단일 충전 스테이션을 갖는 것이 거의 불가능합니다.

무선 시스템은 이러한 문제가 없습니다. WiBotic 시스템은 몇 센티미터의 정렬 허용 범위를 제공하므로 매우 정밀한 내비게이션 스택이 필요하지 않습니다. 안테나는 외부 환경으로부터 완전히 밀봉될 수 있으며 물리적인 접촉을 하지 않으므로 무선 시스템은 매우 신뢰할 수 있으며 무제한의 충전 주기를 처리할 수 있습니다. 마지막으로 로봇의 사용이 증가함에 따라 대부분의 회사에서는 한 가지 유형의 로봇 이상을 사용할 것입니다. 여러 다른 충전 도크를 갖는 것보다 단일 무선 충전 스테이션을 사용하여 로봇을 충전할 수 있으며 이는 비용과 공간을 절약할 수 있습니다.

WiBotic의 초기 초점은 의료 기기에 대한 전원 공급이었는데, 로봇, 드론, 자율 수중 차량(AUVs)로의 전환 이유는 무엇인가요?

WiBotic의 두 명의 설립자, Ben Waters와 Josh Smith는 워싱턴 대학교에서 의료 기기에 대한 무선 전원 연구를 수행했습니다. 그들의 기술은 무선 전원의 범위와 신뢰성을 증가시켰으며, 의료 시장에서는 매우 중요했습니다. 그러나 Ben이 박사 학위를 받고 WiBotic을 설립했을 때, 회사는 로봇틱스를 주요 시장으로 즉시 초점을 맞추었습니다. 이것은 로봇틱스 산업의 수요에 기인했습니다.

로봇과 드론의 OEM 및 최종 사용자는 WiBotic 기술의 이점을 인식했습니다. 그들은 다른 무선 시스템과 비교했을 때 전력 수준과 범위에서 이점을 인식했습니다. 또한 그들은 대규모 로봇 플릿에 대한 접촉 기반 충전기의 배치를 어려움을 겪고 있었으며 더 신뢰할 수 있는 솔루션을 찾고 있었습니다.

드론 시장의 경우, 대부분의 경우 외부에서 작동하므로 물리적인 전기 접촉이 물 문제를 일으킬 수 있습니다. 또한 수중 응용 프로그램은 무선 전원의 완전히 밀봉된 특성을 이점으로 삼을 수 있습니다.

무선 전력 전송을 위한 기술은 무엇인가요?

WiBotic은 전기 유도와 자기 공진의 요소를 모두 사용하여 전력 전송을 수행합니다. 이러한 두 가지 방법은 상대적으로 다양한 전력 수준에서 잘 입증되었습니다. WiBotic을 отлич하는 것은 안테나 간의 연결(기술적으로 임피던스)을 실시간으로 관리하는 능력입니다. 우리는 이것을 적응형 임피던스 매칭이라고 합니다.

무선 전력, 특히 로봇틱스에서 가장 큰 도전은 전기 환경이不断히 변경된다는 것입니다. 로봇이 조금 다른 위치에 도킹되거나, 내부 전자 장치가 충전 중에 켜지고 꺼지거나, 배터리가 충전되면 시스템의 임피던스가 변경됩니다. 이것은 효율성과 범위를 크게 영향을 줄 수 있습니다. 우리의 AIM 기술은 임피던스의 변경을 실시간으로 모니터링하므로 효율성과 전력 수준을 유지할 수 있습니다.

단위의 효율성에 대해 논의해 주시겠습니까? 예를 들어, 전력 전송 중에 얼마나 많은 전력이 손실되는가요?

WiBotic의 250-300 와트 시스템에서는 전송기 입력에서 배터리 출력까지의 전체 시스템 효율이 약 70%에서 80%입니다. 실제 안테나 간의 부분은 약 95%의 효율성을 가지지만, 전송기 회로와 배터리 충전 회로에서 손실이 발생합니다. 마지막 부분은 매우 중요합니다. 왜냐하면 매우 잘 설계된 “플러그 인” 배터리 충전기는 일반적으로 약 90-95%의 효율성만을 가지기 때문입니다.

따라서 무선 시스템을 사용하면 접촉 기반 충전과 비교했을 때 약 10%의 효율성이 낮아집니다.

로봇 유닛이 전원 공급원 근처에 얼마나 가까이 있어야 하는지에 대한 거리 제약은 무엇인가요?

이것은 사용되는 안테나의 크기에 따라 다릅니다. 우리의 표준 전송 안테나는 20cm의 직경을 가지며 수신 안테나는 10cm의 직경을 가집니다. 이러한 안테나 크기로, 우리는 안테나 간의 5cm의 공기 간격과 5cm의 측면 오프셋(즉, 10cm의 측면 범위)을 허용합니다.

다른 무선 전력 시스템과 달리, 우리의 AIM 기술 덕분에 우리는 이 범위 내의 모든 지점에서 배터리에 전면 전력을 제공합니다. 범위는 안테나의 직경을 증가시켜 증가시킬 수 있습니다. 우리의 안테나는 상대적으로 간단한 PCBAs(또한 매우 얇고 가벼움)로, 고객이 다른 크기를 선호하는 경우 수정하고 생산할 수 있습니다.

여러 로봇이 동일한 충전 스테이션을 사용할 수 있나요?

絶對적으로! 한 로봇만이 무선 충전 스테이션에서 한 번에 충전할 수 있지만, 다양한 로봇의 전체 플릿은 동일한 충전 스테이션(또는 충전 스테이션 세트)을 공유할 수 있습니다. 이것은 대부분의 접촉 기반 충전기와 달리 전송기 스테이션이 특정 전압 및 전류 수준을 보내지 않고 무선 전력을 특정 주파수로 보내기 때문입니다. 우리의 온보드 충전기는 로봇에 설치되어 있으며, 이 무선 에너지를 차량에 필요한 특정 전압 및 전류로 변환합니다.

우리는 현재 제품 라인에서 0-60V 및 0-30A의 전류 수준을 지원합니다.

현재 제공되는 일부 전력 최적화 소프트웨어에 대해 논의해 주시겠습니까?

우리의 무선 전력 하드웨어는 다양한 매개 변수를 구성할 수 있는 웹 기반 GUI와 함께 제공됩니다. 예를 들어, 사용자는 특정 배터리의 “100% 충전” 수준까지 충전할 수 있습니다. 그러나 이것을 항상 수행하면 배터리의 충전 주기가 줄어들 수 있습니다. 따라서 최대 전압 수준을 낮추어 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

또한, 배터리가 항상 최대 전류(암페어)로 충전되면 수명이 줄어들 수 있습니다. 우리의 GUI와 API를 사용하여, 사용자는 충전을 예약하여 로봇이 서비스에 다시 들어가야 하는 경우에 가장 빠르게 충전하거나, 더 많은 시간이 있는 경우(예: 밤)에 더 느리게 충전할 수 있습니다. 이러한 구성 가능성과 배터리 최적화 기능은 우리의 표준 GUI와 API를 사용하여 제공됩니다.

또한, 우리는 사용자가 WiBotic 전송기와 수신기 전체 플릿에서 충전 정보를 매핑하고 집계할 수 있는 새로운 소프트웨어 제품을 제공합니다. 이것은 로봇이 언제 어디서 충전 스테이션이 사용 가능한지 알 수 있도록 하여 업타임을 최대화하는 데 도움이 됩니다. 또한, 배터리의 충전 성능에 대한 자세한 보고를 제공하여 배터리 문제를 식별하고 전체 플릿에서 전력 공급을 최적화하는 데 도움이 됩니다. 이러한 기능은 사용자가 기회 충전 체계를 구현할 수 있을 때 특히 유용합니다. 여기서 로봇은 하루에 여러 번 짧은 기간 동안 충전됩니다.

자율 수중 차량(AUVs)에 대한 무선 전력 공급은 매우 어려울 것으로 생각되는데, 이에 대해 논의해 주시겠습니까?

예, 수중 응용 프로그램에는 많은 도전이 있습니다. 전력 전송 관점에서 몇 센티미터의 소금물은 전력 전송을 약 50% 줄입니다. 따라서 동일한 크기의 배터리를 수중에서 충전하는 데 더 오래 걸립니다.

안테나 범위도 같은 이유로 제한됩니다. 따라서 UAV는 충전 스테이션을 성공적으로 찾고 도킹하기 위해 매우 좋은 내비게이션을 가져야 합니다. 이것은 안테나를 정렬하는 데 도움이 되고 충전 스테이션에 направ하는 물리적 정렬 장치에 의해 보완됩니다.

그러나 수중에서 무선 전력의 이점은 안테나가 완전히 포팅되거나 밀봉될 수 있다는 것입니다. WiBotic 시스템은 현재 캘리포니아 몬테레이 해안의 MBARI MARS 연구 스테이션에서 거의 3000피트의 深度에서 작동하고 있습니다. 여기서 전송기와 수신기 전자 장치는 1atm 압력 병에 들어 있으며, 전자 장치는 또한 더 큰 深度에 대한 오일充填된 부품을 설계할 수 있습니다.

WiBotic은 수중에서 시스템 사용을 확장하기 위해 국방부, 대학, 비영리 단체 및 상업 파트너와 계속 협력하고 있지만, 이것은 확실히 도전적인 환경입니다!

WiBotic은 최근 로봇, 드론 및 기타 산업 기기에 대한 고출력 무선 충전을 위한 연방 통신 위원회(FCC)로부터 장비 인증을 받았습니다. 이러한 제품은 300 와트까지 작동하는 최초의 시스템으로, 로봇, 드론 및 기타 산업 기기에 대한 FCC 승인을 받았습니다. 이것은 왜 중요한가요? 그리고 로봇틱스와 드론의 미래는 어떻게 될까요?

로봇틱스 산업이 계속 성장함에 따라, OEM 및 로봇 최종 사용자는 규제와 더 엄격한 안전 요구 사항을 직면하고 있습니다. 우리의 고객에게는 WiBotic 제품이 로봇틱스 솔루션의 구성 요소로서 이러한 규제 요구 사항을 충족한다는 것을 알 수 있어야 합니다. 즉, 로봇과 드론 제조업체는 추가 기능과 최종 사용자 기능에 집중할 수 있으며, 인증 문제에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 이것은 더 큰 플릿을 더 빠르게 배포할 수 있도록 허용할 것입니다.

WiBotic에 대해 더 공유하고 싶은 내용이 있나요?

대부분의 사람들이 무선 전력에 대해 생각할 때 물리적인 안테나와 회로 기판을 생각하는 반면, 우리가 소프트웨어와 펌웨어에 투자한 엄청난 노력은 종종 간과됩니다. 많은 경우에, 우리가 개발한 고급 펌웨어는 우리의 하드웨어가 유용한 범위와 전력 수준에서 수행할 수 있도록 합니다.

우리는 또한 로봇틱스 응용 프로그램 전체에서 전력 사용과 배터리 내구성에 대한 분석과 벤치마킹을 허용하는 플릿 전력 최적화 소프트웨어 기능을 추가하고 있습니다.

위대한 인터뷰에 감사드립니다. 더 많은 정보를 원하는 독자는 WiBotic Inc를 방문하거나 WiBotic이 로봇 및 드론을 위한 고출력 무선 충전에 대한 산업 최초의 FCC 승인을 받은 방법에 대해 읽어보세요.