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衣類間無線電力伝送によるウェアラブルデバイスへの新たな電力供給方法の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20H04175
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

大村 廉  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10395163)

研究分担者 宮路 祐一  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (50712923)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードウェアラブル・コンピューテイング / 無線電力伝送 / 電源管理 / コイル設計 / ウェアラブル・コンピューティング / ウェアラブルコンピューティング
研究開始時の研究の概要

本研究では,各ウェアラブルデバイスの電源管理の手間軽減を目指し,ズボンと上着などの衣類間や,衣類とデバイス間で電力を伝送する際の適切な手法を明らかにすることを目的とする.まず,送信側および受信側のコイルの形状や大きさなどについて,コイルに生じる変形(曲げやシワなど)の影響を考慮しつつ,高い効率,かつ,安定した電力伝送を実現できる方法をシミュレーションによって明らかにする.次に,同様にシミュレーションを用いて人体に対する安全性を確認する.そして,安全性を確認した上で,各衣類上に実際にコイルを作成し,ユーザの各姿勢や動作状況下における伝送効率やその変化を評価し,各実装方式における有効性を確認する.

研究成果の概要

本研究ではウェアラブルコンピュータの実用性向上や,さらなる柔軟性の獲得を目的とし,衣類上での無線電力伝送に関する研究を行った.伝送に用いるコイル形状について,正方形や円形,正六角形などの主要な形状や,それらのサイズ,また,コイルに生じる曲げやズレについて網羅的にデータを取得し,伝送効率変化の傾向,および,適切な形状などの条件について明らかにした.また,伝送に対して人体から受ける影響や,逆に,人体に与える影響について明らかにした.さらに,実機を用いた実験により,立位や歩行状況において期待できる伝送効率について明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究結果はウェアラブルデバイスや衣類上での無線電力伝送に対して,伝送用コイルの設計指針を与える.形状や大きさなどによって期待できる伝送効率や,コイルに生じる曲げやズレによって生じる効率低下の傾向などが明らかになった.また,人体への安全基準のもと送受信可能な電力を明らかにした.これらのことは,衣類上での無線電力伝送の実用化に大きく寄与するとともに,衣類上でのデバイス間の相互電力供給技術など,あらたな技術開発を萌芽させるものである.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 衣類上の無線電力伝送システムにおける装着時の曲げが及ぼす影響評価2023

    • 著者名/発表者名
      成田 ジュースン, 宮路 祐一, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア、分散、協調とモバイルDICOMO 2023シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブルセンサを用いたMET推定と農作業の運動強度評価2023

    • 著者名/発表者名
      大見 士, 大村 廉
    • 学会等名
      第81回情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブル加速度センサを用いた行動認識における制約付き幾何学変換によるデータ拡張2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 健之, 大村 廉
    • 学会等名
      第81回情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 出力フィードバックを用いた補間ネットワーク学習によるデータ欠損時の行動認識精度低下抑制2023

    • 著者名/発表者名
      石田 義人,大村 廉
    • 学会等名
      第77回情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブルセンサデータと環境設置ビデオデータを併用した保育士行動認識2023

    • 著者名/発表者名
      ジャイソン サイチャ,大見 士,藤原健之,大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 装着時の曲げを考慮した衣類上の無線電力伝送用コイルの研究2023

    • 著者名/発表者名
      成田ジュースン,宇野 葵,宮路祐一,大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 保育士行動認識におけるデータ補間技術を用いたウェアラブルセンサ数削減2022

    • 著者名/発表者名
      大見 士, 藤原 健之, 石橋 尚子, 大村 廉
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2022)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Deep Learning Models and Training Data Amount for Nursery Activity Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Fujiwara, Akira Omi, Naoko Ishibashi, Ren Ohmura
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Activity and Behavior Computing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reducing the Number of Wearable Sensors and Placement Optimization by Missing Data Imputation on Nursery Teacher Activity Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Omi, Kenshi Fujiwara, Naoko Ishibashi, Ren Ohmura
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Activity and Behavior Computing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 効率的な衣類上の無線電力伝送実現にむけたコイルの形状・サイズとズレ・曲げが及ぼす影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 葵, 奥田 崇礼, 宮路 祐一, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 行動認識におけるGANを用いた欠損データ補間手法の性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      石田 義人, 多田 剛史, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 保育士行動認識におけるウェアラブルセンサ数削減2021

    • 著者名/発表者名
      大見 士,藤原健之,石橋尚子,大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた保育士の行動認識における学習データ量と認識精度の関係2021

    • 著者名/発表者名
      藤原健之,大見 士,大村 廉,石橋尚子
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 手首装着型デバイス向け無線電力伝送用コイルのシミュレーション評価2021

    • 著者名/発表者名
      奥田 崇礼,宇野 葵,宮路 祐一,大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会第69回UBI研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 衣類上の無線電力伝送における送受電コイルの形状とサイズの影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 葵,奥田崇礼,宮路祐一,大村 廉
    • 学会等名
      第83回情報処理学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境電磁波ノイズ人感センサを用いたタイル型センサノードのアンテナサイズによる検出時間特性の評価2020

    • 著者名/発表者名
      藤﨑 佑太, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2020)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 被介護者の運動評価に向けたリハビリ行動識別手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      多田 剛史, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2020)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 衣類上の効率的な無線電力伝送に関する研究

    • URL

      http://www.usl.cs.tut.ac.jp/concrete5/index.php/portfolio/proj_WearableWPT

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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