자산 추적 애플리케이션의 활용 범위를 넓혀나가는 초광대역(UWB) 기술
초광대역(ultra-wideband, UWB) 기술을 기반으로 한 실내 실시간 위치추적 시스템(real-time location system, RTLS) 분야의 선도 기업인 벨기에의 포직스(Pozyx)는 수년 동안 초정밀 위치 기술의 혁신이 어떻게 산업 효율성을 최적화하고 진정한 스마트 제조를 발전시키는지 반복적으로 입증해 왔습니다.
자산 추적 애플리케이션의 활용 범위를 넓혀나가는 초광대역(UWB) 기술
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6년에 걸친 프로젝트 진행과 성공적인 데모 시연
스타트업 시절이던 2017년, 포직스는 낙농업 분야의 세계적인 리더로부터 목축용 모니터링에 대한 문의를 받았습니다. 당시 낙농업자들은 만보계를 사용하여 소들의 활동을 추적하고 있었는데, 이 고객사는 소들의 축사 안팎에서의 움직임과 행동도 모니터링하기를 원했습니다. 그렇게 수집된 데이터는 번식 주기와 생산성을 모니터링하고 소들의 전반적인 건강 상태를 개선하는 데 사용될 예정입니다. 하지만 당시에는 UWB 솔루션이 비싸고 구현하기 어려우며 확장하기 어렵다는 문제가 있었습니다.
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코보(Qorvo)는 포직스와 오랫동안 파트너십을 맺어왔습니다. UWB 기술 선도 기업인 코보는 새롭고 흥미로운 방식으로 UWB 기술을 채택하기 위해 적극적으로 노력하는 광범위한 파트너 에코시스템을 구축하고 있습니다.
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포직스와 파트너들은 소프트웨어 개발자, 동물 행동 연구자, 프로젝트 관리자, 농업인 등으로 구성된 다양한 팀을 구성했습니다. 이들은 넓은 부지에서 수천 마리의 가축들을 관리할 수 있도록 추적 시스템을 확장해야 하고, 비와 바람 같은 환경적 영향뿐만 아니라 소 자체도 견딜 수 있는 귀 태그(ear tag)를 개발해야 하는 등 많은 과제에 직면했습니다.
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몇 주간의 작업 끝에 이들은 중요한 데모를 마련할 수 있었고, 이 데모는 포직스의 파트너십을 더욱 강화할 수 있는 토대를 마련했습니다.
우리는 이 데모가 중요하다고 생각했고, 이 활용 사례를 실현하는 데 전사적인 노력을 기울였습니다.
우리는 사무실을 축사 칸막이와 건초 더미가 있는 작은 헛간으로 개조했습니다.
골판지로 소를 만들고 추적기를 부착했습니다.
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- 사무엘 반 데 벨데(Samuel Van de Velde) 포직스 공동 설립자
그는 이어서 “특히 그림을 잘 그리는 팀원 중 한 명이 축사 평면도를 그리고 소의 움직임을 실시간으로 화면에 표시했습니다. 이 애플리케이션에서는 농장 내 소들의 위치를 정확하게 추적하기 위해 UWB 기술을 사용했습니다. 이를 통해 농부들은 적합한 소를 쉽게 찾을 수 있으며, AI 알고리즘이 가축의 건강 상태를 정확하게 판단하거나 소가 송아지를 낳을 준비가 되었을 때를 감지하는 데 필요한 데이터를 제공합니다. 이 시스템은 매달 수만 마리의 가축에 적용되고 있는데, 이는 비소비자용 애플리케이션으로는 지금까지 UWB 기술을 적용한 것 중에서 가장 큰 규모입니다”라고 말했습니다.
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데모에서는 직원들이 사무실을 마치 농장의 가축처럼 뛰어다니는 모습을 시연해 보였습니다. 결과는 성공적이었고, 궁극적으로 이 시연과 세부 제안 계획은 수년간 지속될 파트너십으로 이어졌습니다. 2023년에 낙농업계와 포직스는 비소비자 환경에서 가장 중요한 UWB 기술 애플리케이션 중 하나를 출시하여 낙농업계에 파란을 일으켰습니다.
약 6년에 걸친 개발 기간과 열정적인 농부들과의 성공적인 파일럿 테스트 끝에 마침내 제품이 출시되었습니다.
이 여정 동안 우리는 많은 것을 배웠습니다. 소에 대해서, 우리는 상상했던 것보다 훨씬 더 전문가가 되었습니다.
또한 대기업과 협력하는 방법과 신제품을 시장에 출시하는 데 무엇이 필요한지에 대해서도 많은 것을 배웠습니다.
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- 사무엘 반 데 벨데(Samuel Van de Velde) 포직스 공동 설립자
이 분야에서 중요한 제품 중 하나는 DW1000 UWB 트랜시버 IC를 기반으로 안테나, 모든 RF 회로, 전원 관리 및 클럭 회로를 통합한 코보의 DWM1000 모듈입니다. DWM1000은 양방향 범위 지정 또는 도착 시간 차이(time-difference-of-arrival, TDoA) 위치 추적 시스템에서 자산의 위치를 10cm 정밀도로 파악할 수 있으며, 최대 6.8Mbps의 데이터 속도를 지원합니다.
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코보(Qorvo)의 DWM1000 모듈
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확장성에 주력
포직스는 RTLS 설정과 유지관리에서부터 제조 및 국제 UWB 인증에 이르기까지 다양한 측면에서 확장성에 중점을 두었습니다. 설치 과정을 간소화하고 유지관리가 간편하도록 보장했으며, 대규모 배포에 따른 요구 사항을 충족하기 위해 자동화된 생산 라인을 구축했습니다.
이 시스템은 정확한 위치 파악을 위해 축사 전체에 걸쳐 각 귀 태그의 범위 내에 최소 3개 이상의 UWB 포지셔닝 포인트가 배치되어야 했습니다. 여기에서 UWB 기술은 위치 추적과 데이터 통신을 모두 지원하여 소를 모니터링하는 데 필요한 유연성과 확장성을 제공했습니다. 현재 수백 개의 농장에서 이 시스템을 사용하고 있는데, 그 중에는 소를 몇 백 마리만 키우는 농장도 있고 1만 마리 이상을 키우는 농장도 있습니다. 소에 부착된 태그는 가축에 대한 데이터를 수집하고 행동에 대한 AI 모델을 통합하는 알고리즘을 생성하는 데 사용됩니다. 소는 여러 축사에서 생활하며 UWB 솔루션이 소를 추적하는 동안 자유롭게 돌아다닐 수 있습니다. 귀 태그의 데이터는 2초마다 수집되며, 낙농가의 필요에 따라 시스템 설정을 변경할 수 있습니다.
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자산 추적 애플리케이션의 경우에는, 코보 DWM3000EVB 아두이노 실드(Arduino Shield)가 적합한 솔루션입니다. 이 실드에는 온보드 DWM3000 UWB 모듈이 포함되어 있으며, 이 모듈은 코보 DW3110 UWB 트랜시버 IC, 안테나, 전원 관리 및 클럭 제어를 통합하고 있습니다.
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이 활용 사례에서, UWB 기술은 낙농업을 혁신하여 농부들에게 동물 복지, 생산성 및 전반적인 농장 관리 효율성을 향상시키는 종합적인 모니터링 솔루션을 제공했습니다. 소규모 스타트업에서 UWB 애플리케이션 리더로 성장한 포직스의 여정은 기술 발전을 주도하는 혁신과 협업의 힘을 보여줍니다.