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ウェアラブル/インプランタブル共通環境に向けた人体通信物理層の統合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04929
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東京理科大学

研究代表者

村松 大陸  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 助教 (80779140)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
21,060千円 (直接経費: 16,200千円、間接経費: 4,860千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2017年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワード人体通信 / ボディエリアネットワーク / ヒューマンインターフェース / ウェアラブル/インプランタブル / 数値電磁界解析 / ヘルスケア / 生体信号計測
研究成果の概要

本研究の目的は,人体通信機器の仕様に対して,高性能かつ低消費電力な機器の設計指針を示すことである.特に,設置型機器を含む通信などの具体的な利用形態を想定し,数値人体モデルに加えて実人体による被験者実験を行い,人体周辺の電磁界分布や送受信特性などを評価した.これらの検討により,人体通信システムの物理層において重要となるアンテナ電極の設計方をまとめた.さらに検討過程で,人体通信用の電極を用いて生体からの電磁応答を測定することにより生体信号を検出可能なことを示し,人体通信と生体信号計測を統合したアプリケーション開発の足がかりを築いた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人体通信や電磁的な生体信号計測は,メカニズムや具体的なシステム設計手法が不明確ゆえ,大きな期待が寄せられる反面いまだ実用化には至っていない.本研究はこの状況を打開するため,物理層の基本設計指針を確立するという他に類を見ない統合的な取り組みを行った.得られた伝送メカニズム等の基礎データや開発されたツールは,人体通信や血糖計測のみならず各種WBANシステムの設計,無線システムにおける生体影響や電磁曝露等の安全性評価,そして今後需要が高まるであろうディジタル医療分野にも大きく貢献すると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2021 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

    (42件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 15件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] 短波帯向け多層ファントムのバイオインピーダンス模擬性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      村松大陸, 佐々木健
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 142 号: 5 ページ: 625-626

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.142.625

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on floor ground contribution in semi-passive human body communication2022

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu, Kenta Arai, Kenichi Higuchi
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 11 号: 1 ページ: 39-45

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0178

    • NAID

      130008139290

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrical Properties of Fresh Human Blood at 10 kHz-100 MHz2022

    • 著者名/発表者名
      Reo Takamatsu, Kenichi Higuchi, Tatsunori Suzuki, Dairoku Muramatsu
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 17(4) 号: 4 ページ: 614-616

    • DOI

      10.1002/tee.23549

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noise Reduction Using a Triple-layer Electrode in Conductive/Capacitive Hybrid Electrocardiogram Measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu, Ken Sasaki
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 33 号: 12 ページ: 4105

    • DOI

      10.18494/SAM.2021.3591

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2021-12-16
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 920 MHz / 2.45 GHzのデュアルバンドを用いるヘッドマウントディスプレイ通信に向けた伝搬特性解析2021

    • 著者名/発表者名
      村松大陸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 10 ページ: 1125-1126

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.1125

    • NAID

      130008095829

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-10-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NaCl-based blood phantom analysis for in vitro bioimpedance measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 11(8) 号: 8 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1063/5.0055949

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transmission Analysis in Human Body Communication for Head-Mounted Wearable Devices2021

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu, Ken Sasaki
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 10(10) 号: 10 ページ: 1213-1228

    • DOI

      10.3390/electronics10101213

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Input Impedance Analysis of Wearable Antenna and Experimental Study with Real Human Subjects: Differences between Individual Users2021

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu, Ken Sasaki
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 10(10) 号: 10 ページ: 1152-1164

    • DOI

      10.3390/electronics10101152

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bioimpedance-Based Plethysmogram Detection Using MHz Band2021

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16(7) 号: 7 ページ: 1038-1040

    • DOI

      10.1002/tee.23388

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equivalent Circuit Model Viewed from Receiver Side in Human Body Communication2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishida, K. Sasaki, K. Yamamoto, D. Muramatsu, F. Koshiji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems

      巻: in press ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic Field Analysis of Signal Transmission Path and Electrode Contact Conditions in Human Body Communication2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, Y. Nishida, K. Sasaki, D. Muramatsu, F. Koshiji
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 8 (9) 号: 9 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3390/app8091539

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Ground Loop Through the Floor in Human Body Communication2017

    • 著者名/発表者名
      Ken Sasaki, Naruto Arai, Dairoku Muramatsu and Fukuro Koshiji
    • 雑誌名

      International Journal of Wireless Information Networks

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 78-90

    • DOI

      10.1007/s10776-017-0338-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Radio Propagation Analysis for Multiuser WBAN Using 920 MHz ISM-band2021

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu
    • 学会等名
      The 10th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement Frequency Evaluation for Bioimpedance-Based Blood-Glucose Estimation2021

    • 著者名/発表者名
      Reo Takamatsu, Kenichi Higuchi, Dairoku Muramatsu
    • 学会等名
      The 3rd IEEE Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech 2021)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パッシブ方式人体通信における床面グラウンド寄与に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      村松大陸, 新井健太, 樋口健一
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生体電磁応答に基づく血糖推定時のインピーダンス測定周波数の検討2021

    • 著者名/発表者名
      髙松怜紘, 樋口健一, 村松大陸
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人体通信型RFIDにおけるタグ条件に対する受信電力特性2021

    • 著者名/発表者名
      李贇, 佐々木健, 村松大陸
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Feasibility Study on Bioimpedance-Based Plethysmogram Detection Focusing on Measurement Frequency and Electrodes Size2020

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu
    • 学会等名
      The 9th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Vitro Measurement of Electrical Properties of Human Blood for Non-invasive Glycemia Monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      Reo Takamatsu, Kenichi Higuchi, Dairoku Muramatsu
    • 学会等名
      The 42nd International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 体電磁応答に基づく非侵襲血糖値推定法の提案とエラーグリッド分析による評価2020

    • 著者名/発表者名
      髙松怜紘,樋口健一,村松大陸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ヘルスケア・医療情報通信技術研究専門委員会(MICT)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人体通信を用いたRFIDシステムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      李贇, 佐々木健, 荒井稔登, 村松大陸
    • 学会等名
      電子情報通信学会2020年総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Electric Field Distribution and Signal Path of a Commonly Used Schematic Diagram of Human Body Communication2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yamamoto, Ken Sasaki, Dairoku Muramatsu, Fukuro Koshiji
    • 学会等名
      The 8th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blood Phantom for Non-invasive Blood Glucose Measurements via Bioelectromagnetic Response2019

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu
    • 学会等名
      International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UBICOMP 2019) and The 22nd International Symposium on Wearable Computers (ISWC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Signal Propagation Analysis in Multiuser Human Body Communication2019

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu, Ken Sasaki
    • 学会等名
      The 2018 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UBICOMP 2019) and The 22nd International Symposium on Wearable Computers (ISWC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulsation Measurement via Wearable Devices Based on Bioelectromagnetic Responses2019

    • 著者名/発表者名
      Dairoku Muramatsu, Yuno Nakada
    • 学会等名
      The 41th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人体通信における姿勢変化と等価回路モデル2019

    • 著者名/発表者名
      西田欣史, 佐々木健, 山本健太郎, 村松大陸
    • 学会等名
      電子情報通信学会2019年総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 太陽電池等価回路パラメータ光強度依存性評価2019

    • 著者名/発表者名
      小田嶋啓介, 楳田洋太郎, 小澤佑介, 村松大陸
    • 学会等名
      電子情報通信学会2019年総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] LED Control System Using Human Body Communication Between Two Users2018

    • 著者名/発表者名
      D. Muramatsu, K. Sasaki
    • 学会等名
      The 2018 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UBICOMP 2018) and The 22nd International Symposium on Wearable Computers (ISWC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Blood Phantom for Non-invasive Blood Glucose Measurement Based on Bioelectromagnetic Response2018

    • 著者名/発表者名
      D. Muramatsu, N. Kanamori, T. Yamamoto
    • 学会等名
      The 40th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time Heartbeat Signal Sensing and Transmission Using Human Body Communication2018

    • 著者名/発表者名
      F. Koshiji, R. Urushidate, D. Muramatsu, T. Yamamoto, K. Koshiji
    • 学会等名
      The 40th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmission Characteristics Enhancement of Magnetically-Coupled Body Area Network Using Parasitic Wearable Coil2018

    • 著者名/発表者名
      K. Koshiji, F. Koshiji, Y. Fujita, D. Muramatsu, T. Yamamoto
    • 学会等名
      The 40th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmitter-Receiver Distance and Equivalent Output Impedance in Human Body Communication2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishida, K. Sasaki, K. Yamamoto, D. Muramatsu, F. Koshiji
    • 学会等名
      IEEE Wireless Communications and Networking Conference 2018 (WCNC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数ユーザを伝送路とする人体通信における電波伝搬解析2018

    • 著者名/発表者名
      村松大陸, 樋口健一
    • 学会等名
      革新的無線通信技術に関する横断型研究会 MIKA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 人体通信における送信機電極間隔が伝送特性に及ぼす影響と等価回路モデル2018

    • 著者名/発表者名
      西田欣史, 佐々木健, 村松大陸, 越地福朗
    • 学会等名
      第32回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Influences of User's Posture and Contact Conditions of Electrodes on the Transmission Characteristics of Human Body Communication2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishida, N. Arai, K. Sasaki, D. Muramatsu, F. Koshiji
    • 学会等名
      The 6th IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel approach to analyse spontaneous activity of rats in group housing condition using radio frequency identification systems2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yanagita, N. Kubota, Y. Kanemasa, D. Muramatsu
    • 学会等名
      Proceedings of 47th European Brain and Behavior Society Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウェアラブル機器と据置型機器間の人体通信における姿勢変化と伝送特性2017

    • 著者名/発表者名
      西田欣史, 佐々木健, 村松大陸, 越地福朗
    • 学会等名
      2017年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Prime Archives in Electronics2021

    • 著者名/発表者名
      D. Muramatsu, K. Sasaki
    • 総ページ数
      31
    • 出版者
      Vide Leaf
    • ISBN
      9789390014224
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 電気通信大学 村松大陸研究室

    • URL

      https://mdairoku.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 電気通信大学 Ⅱ類(融合系) 村松大陸

    • URL

      http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/81/0008061/profile.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/dmuramatsu/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] EIML 環境情報マイクロシステム学分野Webページ

    • URL

      http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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