2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development and evaluation of the basic technology for an energy extraction system from biological buttery including electrical potentials generated in the inner ear
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15K12091
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
舘野 高 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (00314401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 修一 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主任研究員 (70359420)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体内電位 / 細胞インターフェース / 音響センサ / 微細加工技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，数10 mVの生体内微小電位を利用して，体内埋め込み機器とその電源システムに電力を供給する非常用体内システムの基盤技術開発を目指した．また，本研究課題の応用技術として，生体の組織・細胞内電位を実時間で計測し，電圧源および信号源として他の機器に供給する基礎的な技術を開発しようと試みた．今年度は，研究期間の最終年度に当たり，各構成要素の完成度を高めて十分に機能させることを目指した．その実現のために，各構成要素について次の3つの課題を実施した．
微小電極配列基板を再度試作し，実際の生理学実験に応用するために，各電極の特性を一定レベルのバラツキの範囲内に抑える工夫を行った．また，電圧出力制御機器と接続するコネクタ，および，支持基板を製作し，一連の細胞インターフェースの完成を目指した．実際に，大脳皮質における異なる周波数の純音に対して応答する構造に基づき，複数の脳部位を刺激する実験を行った．その結果，細胞インターフェースによって神経活動を各部位で誘発することができた．
また，前年度に試作した音響センサの評価結果に基づき，再度，デバイス製作を行い，その後，そのデバイス特性の評価を行った．その結果，比較的に低い音圧レベルの入力音に対しても出力信号を得ることが可能な音響センサを試作できた．また，その微小信号を増幅する信号処理部の回路を約3 cm角の小型基板上に実装し，微小な信号増幅することが可能になった．
さらに，昨年度に設計した昇圧回路の構成に基づき，数10 mVの電位を3 V付近に昇圧する電子回路を基板上に実装した．次に，その実装した回路の特性評価を行い，設計時の特性が概ね得られた．また，内耳のモデル回路を試作し，実際に数10 mVの電位から3 V程度の電位を得ることが可能になった．最後に，上記の3つの構成要素を統合する実験を試みた．
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Research Products
(11 results)
