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電磁音波ハイブリッドによる反射型ワイヤレスセンサネットワークシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H01279
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

石原 昇  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任教授 (20396641)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2020年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2019年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2018年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2017年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワードワイヤレスセンサネットワーク / 反射型通信 / 電磁音波ハイブリッド / バッテリーレス / センサ端末 / 弛張発振回路 / ワイヤレス電力伝送 / CMOS集積回路 / 弛張型発振回路 / 低消費電力 / IoT / 電磁共鳴方式 / 電力伝送 / 電磁音波ハイブリット / 電波 / レーザ光 / 音波
研究成果の概要

低電力のワイヤレスセンサネットワークの構築を目的として、RF信号反射を利用するセンサネットワークシステムの研究開発を行った。具体的には、①低電力高感度な周波数変調反射型センサ端末回路を考案し、集積回路化により、従来の1000分の1以下の消費電力(8.4uW)で動作するセンサ端末を実現し、②バッテリレス動作やマルチセンシング動作も可能とするシステム構成も明らかにした。また、③様々なセンサ(温度、pH、電圧、電流、傾斜、重さ、音など)との組合せによるワイヤレスセンシング実験を実施し、医療、農業、産業、家庭、オフィスなど様々な分野へのアプリケーション展開の可能性を確認、実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「物」が感じ(センサデバイス:IoT)、考え(人工知能:AI)、行動し(ロボット、車、ドローン)、人類の未来社会を支える技術革新が進行しているが、これらによる電力消費の増大は、低炭素化社会、低エネルギー社会を進める上で許されない。本研究成果は、低消費電力で半永久的に動作可能なワイヤレスセンサネットワークシステムに関するもので、AI処理に必要となるビックデータを恒久的に収集可能とするシステム実現に向けた先導技術である。現在のワイヤレスセンシング技術を凌駕する可能性を秘めており学術的意義は高いと考える。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] アナログFM型RFバックスキャッタリングセンサ端末の適用領域の検討2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉 伊織、石原 昇、伊藤 浩之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] インピーダンス変換回路によるRF バックスキャッタリング信号レベルの改善2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉 伊織、石原 昇、伊藤 浩之
    • 学会等名
      電子情報通信学会、短距離無線通信研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] インピーダンス変換回路によるRF バックスキャッタリング信号レベルの改善2020

    • 著者名/発表者名
      渡邉 伊織、石原 昇、伊藤 浩之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Battery-less Wireless Ir/IrOx pH Sensor Module using RF Resonant Electromagnetic Coupling2019

    • 著者名/発表者名
      ZiXuan LI, Chindanai RATANAPORNCHAROEN, Miyuki TABATA, Yuji MIYAHARA, Hiroyuki ITO, Noboru ISHIHARA
    • 学会等名
      the 4th International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IoT/AI時代に向けた低電圧・低電力RF CMOS集積回路/モジュールに関する研究開発2019

    • 著者名/発表者名
      東京工業大学 未来産業技術研究所 伊藤研究室
    • 学会等名
      マイクロウェーブ展(MWE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Battery-less Wireless Sensor Module using RF Resonant Electromagnetic Coupling2019

    • 著者名/発表者名
      Zixuan Li, Yifan Wang, Kaede Miyauchi, Noboru Ishihara, Hiroyuki Ito
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RFバックスキャッタリングによるワイヤレスセンサ端末のバッテリレス化への取り組み2019

    • 著者名/発表者名
      石原 昇
    • 学会等名
      インテリジェントIoTプラットフォームシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バックスキャッタリングによる低消費電力64QAM無線送信回路の設計法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      宮内 楓、石原 昇、伊藤 浩之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 集積回路研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Low-Power Wireless Ir/IrOx pH Sensor Module using RF Backscattering2018

    • 著者名/発表者名
      Shodai MORITA, Ryo UMEOKA, Taichi TAGUCHI, Hiroyuki ITO, Noboru ISHIHARA
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IoT/AI時代に向けた低電圧・低電力RF CMOS集積回路/モジュールに関する研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      石原 昇(東京工業大学 未来産業技術研究所 伊藤研究室 代表)
    • 学会等名
      Microwave Workshop & Exhibition (MWE) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RFバックスキャッタリングによる低電力ワイヤレスセンサ端末モジュールの試作評価結果2018

    • 著者名/発表者名
      宮内 楓, 田口 泰地, 石川 洋介, 伊藤 浩之, 伊藤 浩之, 益 一哉, 石原 昇
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RFバックスキャッタリングによる低電力CMOSセンサインタフェース回路2018

    • 著者名/発表者名
      田口 泰地, 石川 洋介, 宮内 楓, 伊藤 浩之, 道正 志郎, 益 一哉, 石原 昇
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 音波・電波ハイブリッドによる測距技術の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      ヨ ジヨン, 伊藤 浩之, 石原 昇, 道正 志郎, 益 一哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 集積回路研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 無線センサおよびセンサネットワークシステム2018

    • 発明者名
      石原昇、伊藤浩之、道正志郎、益一哉
    • 権利者名
      石原昇、伊藤浩之、道正志郎、益一哉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-034546
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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