Flexible, hybrid chemical and physical healthcare sensor patch

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H04926
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Electron device/Electronic equipment
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Takei Kuniharu 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20630833)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: フレキシブルセンサ / ウェアラブルデバイス / 化学センサ / 健康管理 / ハイブリッドシステム / 物理センサ

Outline of Final Research Achievements

This study aims to develop a new type of wearable and flexible device to allow continuous and real-time vital signals from skin surface by realizing high performance and high reliable physical and chemical sensors. For a chemical sensor, a charge-coupled device concept was applied to a flexible pH sensor, resulting in that high performance sweat pH detection was realized. In addition to the chemical sensors, electrocardiogram, respiration, and skin temperature sensors were developed as physical sensors with high reliability for a long-time monitoring. After characterizing the sensor performances and optimizing the materials and structures, process development was conducted to integrate all sensors on a flexible film. The multimodal flexible sensor sheet and the wireless circuit system was combined to study the physiological monitoring. By attaching the sensor system, real-time and continuous vital monitoring was successfully realized with stable and reliable data collections.

Free Research Field

フレキシブルエレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、新しい電子デバイス構造の提案による化学センサ、新しい材料による温度センサや湿度センサ、新規構造によるセンサの高精度化、そして多種センサをフレキシブルフィルム上に一括形成するプロセス技術の開発に成功した。これらは電子工学、材料工学、計測学、そしてプロセス学として新たな知見を創出したものであり学術的な貢献度は非常に大きい。また開発したセンサを常時生体計測へと展開したことから今後医工連携へと繋がる成果である。もし今後医工連携へと発展し、ウェアラブルデバイスで健康管理ができるような社会が実現できれば、健康で安全・安心・快適な社会へと発展することが期待できるものである。