2019 Fiscal Year Research-status Report
Battery-less biosensing platform
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18K04146
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
金谷 晴一 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (40271077)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バッテリーレス / インプラント / センサプラットホーム / エネルギーハーベスト / Bluetooth / フィルムアンテナ / 整流回路 / 昇圧回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ICTやIoT技術の普及により、様々なモノがインターネットに繋がるようになっている。これらは、モノづくりの現場や日々の生活の中だけではなく、ヘルスケア、医療、農業、畜産といった分野にも着実に普及しつある。ウエアラブルデバイスやモバイルデバイスにおいては、これまで電磁誘導を用いた無線電力伝送が開発されているが、伝送距離が数cmのため、血管や胃、及び腸など、生体深部の臓器の情報を得るためのセンサに電源供給を行う手段、及び生体深部からセンシングデータをワイヤレスで取り出す新たな手段の開発が急務の課題である。体内に留置されたインプラント生体情報センサへの電源供給は、本体にバッテリーを付属しているため、センサ全体のサイズが大きく、また重量が重くなることと同時に、電池の寿命によって侵襲的な入れ替え処置が必要であり、さらに電池の成
分による身体の障害を起こす可能性もある。本研究では、市販の低周波治療機器や電気メス等から対極板やパッドを通じて生体に浸透した電磁波を、生体内で効率的に採取し、生体深部にインプラントされたバイタルセンサに無線で安定的に電力を送電し、センサの駆動と、センシングデータの無線による体外への転送を同時に可能とするバッテリーレス生体情報センサプラットホームを開発することを目的とする。
本年度は2.4GHzで動作する広帯域平面アンテナを開発した。アンテナ利得は0dBi以上であり良好な無指向特性を得ている。
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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
アンテナの材料としてTaconic社のフレキシブル基板を想定した。本基板は高周波特性に優れている（比誘電率 = 3.0、誘電損失 = 0.01）。三次元電磁界解析ツールにより、アンテナの動作周波数、利得、インピーダンス整合状態を算出した。アンテナの放射パターンの解析より、アンテナ利得は0dBi以上であり良好な無指向特性を得ていた。
以上よりおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、前年度までに得られたフィルムアンテナの信号端子に各種センサ、給電回路、及びデータ転送用無線回路を一体化し、センサの応答を実現する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染・拡大のため3月に開催予定の学会が中止となり、出張旅費の支出を行わなかったため。最終年度に開催される学会に出張するための旅費として使用する予定である。
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[Presentation] Battery-less Vital Sensor Platform for Cattle2019
Author(s)
Haruichi Kanaya, Mohamed M. Mansour, Shuya Yamamoto, Osamu Takiguchi, Moeka Ikedo, Koji Hori, Tetsuji Etoh, Yuji Shiotsuka, Ryoichi Fujino, Hideyuki Takahashi
Organizer
International Conference on BioSensors, BioElectronics, BioMedical Devices, BioMEMS/NEMS & Applications
Invited
