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シールドナノメッシュ構造を用いたモーション・タッチノイズの除去

研究課題

研究課題/領域番号 20F20358
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

横田 知之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30723481)

研究分担者 KIM JAE JOON  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-11-13 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワードウェアラブルエレクトロニクス / 生体計測 / スキンエレクトロニクス / フレキシブルセンサ / 電子デバイス
研究開始時の研究の概要

本研究は、非常に薄いナノサイズのメッシュ構造のデバイスに、シールド構造を導入することで、モーションや外部刺激に対して安定した生体信号計測法が可能となる。さらにこの構造は、センサからの信号を精度高くするだけでなく、センサとモジュール間の接続安定性を格段に向上させることができる。そのため、微弱な生体信号をより正確かつ安定して長期的に計測することができるようになり、運動量の計測などへの応用が期待される。

研究実績の概要

現在、大学や企業から様々なウェアラブル機器が報告されているが、日常生活で必要不可欠な人間の動作によるノイズ、他の人やものとの接触によるノイズを低減することが課題とされている。我々のグループでは、ナノサイズのメッシュ状に金電極を成膜することで、皮膚に貼り付け可能なナノメッシュ電極を報告してきた。ナノメッシュ電極は、生体との密着性が高いため、モーションアーティファクトに強い電極材料として期待されている。これまでに、開発した非常に薄いナノサイズのメッシュ構造のデバイスに、シールド構造を導入することで、モーションや外部刺激に対して安定した生体信号計測法が可能となった。さらにこの構造は、センサからの信号を精度高くするだけでなく、センサとモジュール間の接続安定性を格段に向上させることができる。そのため、微弱な生体信号をより正確かつ安定して長期的に計測することができるようになり、運動量の計測などへの応用が期待される。
本年度は、特別研究員と受け入れ研究者が共同することで、殺菌作用を持つナノメッシュ電極の開発に成功した。開発したナノメッシュ電極は、金属材料として従来の金ではなく、銅を用いることで殺菌作用を新たに付与することに成功した。このナノメッシュ電極は、生体との密着性が非常に高いために、指や手全体に装着することが可能である。また、ナノメッシュ電極自体が非常に柔らかく薄いために、指に装着することによる人の感覚への影響を西行源にすることが成功した。その結果、温度や圧力といった物理量の変化をとらえつつも、殺菌することが可能なウェアラブルデバイスとなっている。
一連の成果は、一流の国際学術誌に投稿しており、査読者から非常に高い評価を受けており、現在改定作業を行うなど、予想以上の成果を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Antimicrobial Second Skin Using Copper Nanomesh2022

    • 著者名/発表者名
      Jae Joon Kim, Siyoung Ha, Lina Kim, Yutaro Kato, Yan Wang, Chihiro Okutani, Haoyang Wang, Chunya Wang, Kenjiro Fukuda, Sunghoon Lee, Tomoyuki Yokota, Oh Seok Kwon, Takao Someya
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Skin Electronics: Next‐Generation Device Platform for Virtual and Augmented Reality2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Jae Joon、Wang Yan、Wang Haoyang、Lee Sunghoon、Yokota Tomoyuki、Someya Takao
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 31 号: 39 ページ: 2009602-2009602

    • DOI

      10.1002/adfm.202009602

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust, self-adhesive, reinforced polymeric nanofilms enabling gas-permeable dry electrodes for long-term application2021

    • 著者名/発表者名
      Yan Wang, Sunghoon Lee, Haoyang Wang, Zhi Jiang, Yasutoshi Jimbo, Chunya Wang, Binghao Wang, Jae Joon Kim, Mari Koizumi, Tomoyuki Yokota, and Takao Someya
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 38

    • DOI

      10.1073/pnas.2111904118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Minimization of Noise Using Shielded Nanomesh Electronics2021

    • 著者名/発表者名
      Jae Joon Kim, Sunghoon Lee, Tomoyuki Yokota, Takao Someya
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Advanced Electromaterials(ICAE 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-11-16   更新日: 2024-03-26  

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