PCや複雑な回路を使用しない圧電性繊維を用いたsmart sensing

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05188
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 田實 佳郎 関西大学, システム理工学部, 教授 (00282236)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 圧電性 / ポリ乳酸 / センシング

研究実績の概要

本研究はsensing材料をsmart化する研究である．そのためには適切なsensing材料の実現ばかりでなく，sensor信号を適切に処理する系，外部にデータ送信する系などの電子回路群が最適化され安定的でなければならない．しかしながら，COVID-19の発生，蔓延という人類史上未曽有の事態が起き，その影響で電子部品の調達，価格高騰，とくに開発過程での多人数での検証実験ができないなど多大な影響があった．その都度実験計画を組み直し，最善の対処を行ってきた．成果を以下にまとめる．最終年度においては，圧電性ポリ乳酸繊維を使い，丸組組紐を作り，京の組紐の伝統工芸である几帳結びでしか実現できなかった脈動や呼吸などバイタルセンシングを，ミシン縫いで実験室レベルではあるが，具現化した．それを用い，トイプードルなどの室内犬において，健康管理に有益である可能性を一部しめすことができ，今後の展開が期待できる．一方，本研究ではデータ送信にBLE通信を用いているが，データ受信側のスマホとの送信がトイプードルの位置や姿勢で頻繁に途切れることが起きていた．これを本研究の一年目に改善設計をし克服することを目指していたが先に述べたCOVID-19の影響で２年目終了時まで部品手当，価格高騰の影響で実現できなかったが，最終年度の１２月に最適化が叶い，ＢＬＥ切断問題が解決した．それをもちいることで，トイプードルなどの室内犬によるミシン縫いセンサによるバイタルセンシングの精度検証が行え，有効性を実証できた．

研究成果

• [雑誌論文] Application of Braided Piezoelectric Poly-l-Lactic Acid Cord Sensor to Sleep Bruxism Detection System with Less Physical or Mental Stress (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Tajitsu , Saki Shimda, Takuto Nonomura, Hiroki Yanagimoto, Shun Nakamura , Ryoma Ueshima,Miyu Kawanobe, Takuo Nakiri, Jun Takarada, Osamu Takeuchi, Rei Nisho, Koji Takeshita,Mitsuru Takahashi and Kazuki Sugiyama
  • 雑誌名: MICROMACHINES 巻: 15 ページ: 86-1-86-18
  • DOI: 10.3390/mi15010086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic piezoelectric response of poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanote) fiber (2023)
  • 著者名/発表者名: Jun Takarada , Yuma Okawa, Isamu Nakagawa, Hiroshi Tsuneishi, and Yoshiro Tajitsu
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 62 ページ: 1031-1-1031-4
  • DOI: 10.35848/1347-4065/acf586
  • 査読あり
• [学会発表] 高分子圧電及び光弾性シートを用いたソフトメカニカル 多軸触覚センサの可能性 (2024)
  • 著者名/発表者名: 田實佳郎，宝田準，川原郁生，奥野広太郎，三塚雅彦，吉田光伸，田和 務
  • 学会等名: 強誘電体応用会議
• [図書] ロボットハンド用センサ ポリウレタン （ロボットハンド理論／実用ハンドブック) (2025)
  • 著者名/発表者名: 田實佳郎
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: コロナ社