2018 Fiscal Year Research-status Report
Formation of Higher Order Structure by Printing Method and Its Application to Wearable Biosignal Measuring Devices
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17K14823
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
野田 祐樹 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教(常勤) (30784748)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 生体信号 / 粘着剤 / ノイズ / SN比 / 脳波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、材料の階層的な「高次構造」を印刷法で作製するための構築原理を開拓し、これをセンサ材料およびセンサ周辺材料の作製技術としてウェアラブル生体信号計測デバイスに統合することである。具体的にはセンサ材料として生体電位計測用の高い粘着性と優れたインピーダンス特性を両立した「導電性粘着剤」、センサ周辺材料としてセンサを伸縮による歪から保護するためヤング率が連続的に変化する「硬軟パターン」の2つの高次構造を印刷と合成を掛け合わせた新手法でその場形成する。 本年度は導電性粘着剤の材料開発と印刷形成を引き続き行った。
本年度は昨年度開発したα-グルコースからなる高分子材料粘着剤について生体信号計測を詳細に行ったところ、観測される生体信号の品質（いわゆるSN比）が市販材料より大幅に向上していることを発見した。α-グルコースからなる高分子材料粘着剤の粘着性を向上させる目的で新たにホウ酸による架橋反応を行ったところ、粘着剤の強度向上、粘着力の向上が認められると共に脳波の信号がノイズより大きく観測された。これについて肌に対する接触抵抗およびノイズパワースペクトルを解析したところ、開発した高分子粘着剤は、外部ノイズの一種であるハムノイズ強度を低減することが主要因であることを明らかにした。
脳波を始めとする微弱な信号を高いSN比で観測するためにはフォルタ処理などの信号処理を必要とするが、本成果は信号処理ではなく材料特性によりノイズを低減させる新規概念を提案することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の成果は計画していた3つの研究フェーズの内、センサ材料に関する1と3を進めたものである。特に本年度は生体信号のSN比向上を従来の信号処理ではなく材料に担わせるという新しい概念を追求する目的で研究手段の開拓から基礎検討を進めた。材料の構造や機械的特性についてH, B, O, C-NMR測定、RAS-FTIR測定、タック試験、180度ピール試験、脳波測定、ノイズパワースペクトル解析等を詳細に行った。これらの進捗に時間を要したためやや遅れている状況となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画の一つであるセンサ周辺材料の開発に関する研究フェーズ2については既報の成果が多いこと、新たに学術的発見の見込が少ないことを考慮し、今後は研究フェーズ1と3の成果発表に集中する。H31年度4月に特許出願を行い、さらに国際学会発表、論文発表を行うことに集中する。これにより「ノイズ低減が可能な生体信号計測用導電性粘着剤」の新規物性とこれまでにない印刷形成技術を開拓し、実用性の高いウェアラブルな生体信号計測デバイスへの統合を図る。
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| Causes of Carryover |
2018年9月に開催予定であった第67回高分子討論会が、北海道胆振 東部地震により参加することができなかったため次年度への参加を目指す。次に同年11月に参加したMRS発表後、 国際学会AMSE-2019、およびCCMR 2019より招待講演の依頼を受けたが2019年度の開催である。従ってこれら学会の参加費と渡航費、さらに論文投稿料の捻出が必要になった。これらの理由により次年度へ繰り越し申請を行い受理された。
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