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医療・ヘルスケアを目的とした磁界方式人体通信システムの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K12152
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90150:医療福祉工学関連
研究機関新潟工科大学

研究代表者

伊藤 建一  新潟工科大学, 工学部, 教授 (10288251)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード人体通信 / 磁界方式 / 医療・ヘルスケア / 信号伝送損失の測定 / 信号伝送損失の改善 / 生体安全性の評価 / 通信特性の評価 / ボディエリアネットワーク
研究成果の概要

本研究の目的は,包括的に技術的課題を解決し,磁界方式人体通信を用いたウェアラブル端末間通信の実用化技術を構築することである.
まず,各種磁界結合方式の信号伝送損失特性を解析した.次に,各方式の等価回路モデルを作成・解析し,共鳴結合方式の共鳴周波数特性の最適設計の指針を得た.次に,各結合方式の通信特性を評価した.また生体への安全性についても検討を行い,安全性が非常に高いことを確認した.さらに,2コイル無線電力伝送システムについて検討し,最適な電力伝送効率を実現できる可能性を示した.最後に実際に磁界方式人体通信機を試作した.
このように,磁界方式人体通信の実用化技術に関する各種成果を得ることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人体通信の伝送方式として磁界を用いた方法に関する研究はほとんど行われておらず,これからの発展可能性が非常に大きい研究課題である.本研究では,ボディエリアネットワーク(BAN)に適用可能な通信方式の中で最も優れた手法となりうる磁界方式人体通信システムの実用化技術に関する各種成果を得ることができた.この実用化技術は,医療・ヘルスケア用BANだけでなく,汎用的な用途(例えばワイヤレスイヤホン等)の通信システムにも適用が可能である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 数値電磁界解析を用いた磁界方式人体通信の信号伝送特性と生体安全性評価2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤建一
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会論文誌

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.11308/tjsst.13.1

    • NAID

      130007976827

    • ISSN
      1883-5031, 1883-5058
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on Magnetically Coupled Intrabody Communication Dynamic Optimization Regarding Two-Coil Power-Transfer System Using L-section Matching Network2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ito
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会英文誌

      巻: 6 号: 2 ページ: 298-316

    • DOI

      10.15748/jasse.6.298

    • NAID

      130007699351

    • ISSN
      2188-5303
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 磁界方式人体通信における共鳴結合方式の最適設計に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤建一
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会論文誌

      巻: 11 号: 3 ページ: 23-31

    • DOI

      10.11308/tjsst.11.23

    • NAID

      130007741702

    • ISSN
      1883-5031, 1883-5058
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 磁界方式人体通信の通信特性評価 -各種結合方式の比較-2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤建一
    • 学会等名
      日本シミュレーション学会令和3 年度第1 回多次元移動通信網研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 数値電磁界解析を用いた磁界方式人体通信の信号伝送特性と生体安全性評価2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤建一
    • 学会等名
      日本シミュレーション学会令和2 年度第1 回多次元移動通信網研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Signal transmission characteristic and biosafety evaluation on magnetically coupled intra-body communication,2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ito
    • 学会等名
      The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベクトルネットワークアナライザを用いた磁界方式人体通信の信号伝送損失の測定2019

    • 著者名/発表者名
      中條瑞生, 森田日明, 伊藤建一
    • 学会等名
      2019年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人体通信を用いたウェアラブル生体電気信号測定・通信システム2019

    • 著者名/発表者名
      村山瑠花, 伊藤建一
    • 学会等名
      The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology 学生セッション
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁界方式人体通信における共鳴結合方式の最適設計に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤建一
    • 学会等名
      日本シミュレーション学会多次元移動通信網研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Dynamic Optimization of Four-Coil Power Transfer System for Magnetically-Coupled Intra-body Communication2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ito
    • 学会等名
      The 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Optimization of Two-Coil Power-Transfer System Using L-Section Matching Network for Magnetically Coupled Intrabody Communication2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ito
    • 学会等名
      18th Asia Simulation Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁界方式人体通信の信号伝送損失の遠距離測定2018

    • 著者名/発表者名
      松田泰昌, 小林航, 伊藤建一
    • 学会等名
      平成30年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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