2020 Fiscal Year Annual Research 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 / センサプラットフォーム / エネルギーハーベスト / 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。
微弱な電磁波を受電し、昇圧するためにの共振・整流回路（コッククロフト・ウォルトン回路）を開発した。無線周波数帯において、電圧振幅を増大することでその後に続く整流回路の寄生素子による影響を軽減することに成功した。受電に必要な平面アンテナの開発にも成功した。
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