2019 Fiscal Year Annual Research Report
Respiratory rate sensor for precise monitoring
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18K13767
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
加納 伸也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20734198)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 呼吸計 / 湿度センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、人間の呼吸を正確に計測する呼吸計の創成をめざして研究を行った。簡便かつ振動に強い呼吸数計測法は、学術的/社会的に意義がある課題である。本年度は以下の研究を実施した。
・呼吸計の高速化・高感度化を目的として、呼吸検知に利用する湿度センサのインピーダンス分光解析を行った。本年度に補助金で導入した恒温恒湿槽を用いて、各種湿度環境下において湿度センサのインピーダンス分光解析を進めた。ナノ粒子のサイズと塗布条件を調節して、湿度センサの応答時間を2秒とすることができた。研究初期段階の湿度センサよりも、ヒステリシスの低減（最低で約2%）を行うことができた。
研究期間全体を通じて実施した研究成果は、上記の成果に加えて、以下の通りである。
・市販の医療用酸素マスクにセンサチップ部とデータロガーを張り付けることで、ポータブルな呼吸計を試作した。データロガーはボタン電池型の製品を活用した。この試作品を装着することで、対象者の安静/歩行/走行時の呼吸数計測が可能であることを示した。既存の呼吸計測装置との比較対照実験を行い、走行時の呼吸数を試作品で精度よく計測できることを示した。
・安価で容易なセンサチップの開発法を見出した。鉛筆を用いて描いた炭素電極と、筆でコロイド状ナノ粒子を塗布して形成した湿度検出層を組み合わせて、湿度センサを形成した。金属蒸着やスピンコートといった作製プロセスを経て作製する既存のセンサチップと同様に、この簡便に作製したセンサが呼吸数検知を行えることを示した。この成果は、センサチップが柔らかい基板上に印刷法で形成可能であることを示唆するものである。
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