2017 Fiscal Year Annual Research Report
Opto-Electric Brain Machine Interface using Flexible-CMOS Hybrid Technology
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17H02222
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
徳田 崇 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (50314539)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ブレイン・マシン・インターフェース / BMI / CMOS / オプトジェネティクス / バイオチップ / バイオエレクトロニクス / 光刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フレキシブルな光・電気マルチモーダルブレイン・マシン・インターフェースデバイスの開発のうち、研究計画の中の研究課題① ハイブリッドBMIデバイス向けCMOSチップの開発、研究課題② ハイブリッドBMIデバイス向けフレキシブル基板の開発、研究課題③マルチチップ集積化技術の開発を実施した。
① ハイブリッドBMIデバイス向けCMOSチップの開発：0.35um標準CMOSプロセスによって、省配線で多数のチャネルのLED駆動と電気的な神経刺激・計測を行うためのマルチプレクサチップの設計・評価を行った。正常にスイッチング機能が得られることを確認し、LED駆動や信号伝送ができることをベンチトップ実験で確認した。
② ハイブリッドBMIデバイス向けフレキシブル基板の開発：上記CMOSデバイスを搭載するフレキシブル基板の設計・試作を行った。本研究で実現しようとするデバイスは、CMOSチップ1つで3-5mm程度の六角ユニット内の10-20程度のチャネルの入出力をつかさどる。デバイス全体は複数の六角ユニットの結合体としてデザインされている。このCMOSチップとLEDおよび電極を配線するとともに、ユニット間を結合する基板構造を設計した
③マルチチップ集積化技術の開発：CMOSチップおよびLEDを基板に搭載することで、フレキシブルなBMIデバイスの基礎構造を形成した。現状での屈曲性は有限であるが、H31年以降、基板設計の改善によるフレキシビリティの構造を目指す。また実装歩留まりを向上させるための実装構造・プロセス改善にも取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初、研究初年度の目的とした、CMOSチップを搭載した小型ブロックの結合によるフレキシブルブレイン・マシン・インターフェースの基礎要素の開発に成功し、それらを組み合わせてデバイスの基本構造の形成と機能実証に成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度に実現したプロトタイプをベースに、基板設計の改善によるフレキシビリティの構造を目指す。また実装歩留まりを向上させるための実装構造・プロセス改善にも取り組む。さらにはワイヤレス駆動システムの開発・動物実験による実証にも着手する。
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