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2014 年度 実績報告書

人体近傍微弱電界通信によりユニバーサルインターフェイスを実現する研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 23246073
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

門 勇一  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (90500223)

研究分担者 島崎 仁司  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (20226202)
上田 哲也  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (90293985)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード電界通信 / 人体等価ファントム / 等価回路モデル / 雑音混入モデル / ユニバーサルインターフェイス / トランシーバー / ボディエリアネットワーク
研究実績の概要

平成26年度は最終年度であり、(1)人体近傍微弱電界通信技術の確立、(2)ヒューマンエリアネットワークの構成技術の確立、(3)実空間への実装とヒューマンインターフェイス機能評価、及び(4)トランシーバのメンテナンスフリー化とバッテリーレス化(長期的課題)について研究を推進した。
(1)では通信品質評価技術を標準化するため、試作メーカーと共同で人体等価標準ファントムを検討した。ユースケースとして携帯型トランシーバと床に埋め込む固定型トランシーバより構成されるセキュリティーゲート応用を想定した。ファントムの条件として、6.75 MHzの信号に対する人体の減衰特性と環境雑音に対する人体アンテナ効果の二つの点で人体と電気的特性が等価である必要がある事を明らかにした。次に、この条件を満たし、低コストで再現性のあるファントムとして高さ180cm・直径30cmの塩ビパイプを導電率0.6 S/mの食塩水で満たした構造体が適当であることを明らかにした。
(2)については、セキュリティーゲート応用等で、携帯型トランシーバを装着したユーザーが近接した時に生じる信号干渉の原因を明らかにして、信号干渉を抑制する方法を複数検討した。干渉信号をアースに逃がす電極の設置と空間放射による干渉信号と体表面を伝搬する信号の位相差を検出する方法等が有効であることを明らかにした。
(3)については、携帯型トランシーバの人体の装着位置が床下電極に繋がる固定型トランシーバが受信する信号レベルに与える影響を調べた。人体に誘起される電界信号強度が人体表面形状の影響を受ける事を実験、シミュレーション及び信号パスの等価回路モデルで明らかにして、通信回線設計で必要な余裕を明らかにした。
(4)については、待機時電力の削減とAC電源駆動の固定型トランシーバから携帯型トランシーバにアクセスする方法を変えて連続動作時間を改善した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Signal Measurement System for Intra-Body Communication Using Optical Isolation Method2014

    • 著者名/発表者名
      6)Kazuki Matsumoto, Jun Katsuyama, Ryo Sugiyama, Yasuaki Takizawa, Seita Ishii, Mitsuru Shinagawa, Yuichi Kado
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: Vol. 21, No. 5 ページ: 614-620

    • DOI

      10.1007/s10043-014-0098-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] System of equations describing charges of multiple conductors immersed in electrostatic fields2014

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Haga, Kuniyuki Motojima, Mitsuru Shinagawa, Yuichi Kado
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: vol. 11, no. 19 ページ: 0803-0808

    • DOI

      10.1587/elex.11.20140803

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Received noise voltage of wearable transceiver in the presence of fluorescent lamps using high-frequency electronic ballasts2014

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Haga, Kuniyuki Motojima, Mitsuru Shinagawa, Yuichi Kado
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: vol. 11, no. 21 ページ: 0920-0925

    • DOI

      10.1587/elex.11.20140920

  • [学会発表] Analysis of dependence of signal propagation loss on poses in intra-body communication2015

    • 著者名/発表者名
      Ibuki Yokota, Masaki Ishida, Hitoshi Shimasaki, and Yuichi Kado
    • 学会等名
      The 9th European Conference on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      リスボン
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-17
  • [学会発表] Analysis of signal propagation loss on the human body in intrabody communication2015

    • 著者名/発表者名
      Ibuki Yokota, Yuichi Kado
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Medical Information and Communication Technology
    • 発表場所
      神奈川県・葉山
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
  • [学会発表] 人体近傍電界通信2015

    • 著者名/発表者名
      門 勇一
    • 学会等名
      日本学術振興会シリコン超集積化システム第165委員会 研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-01-09
  • [学会発表] Beam antenna with circular polarization rotation switching based on passive components2014

    • 著者名/発表者名
      Andrey Porokhnyuk, Tetsuya Ueda, Yuichi Kado, Tatsuo Itoh
    • 学会等名
      The 44th European Microwave Conference
    • 発表場所
      ローマ
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
  • [学会発表] Dependence of Signal Loss on Different Positions on The Human Body in Near-field Coupling Communication2014

    • 著者名/発表者名
      Yokota Ibuki, Masaki Ishida, Tomonori Nakamura, Hitoshi Shimasaki and Yuichi Kado
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Body Area Networks
    • 発表場所
      ロンドン
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-01
  • [学会発表] Capacitance Model of Embedded Transceiver for Intra-body Communication2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hayashida, Ryo Sugiyama, Yusuke Ido, Akito Suzuki, Yasuaki Takizawa, Mitsuru Shinagawa, Yuichi Kado, and Nozomi Haga
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Body Area Networks
    • 発表場所
      ロンドン
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-01
  • [学会発表] 人体近傍電界通信における受信信号強度の人体上の位置依存性2014

    • 著者名/発表者名
      横田生吹樹・石田雅揮・門 勇一
    • 学会等名
      電子情通信学会 MICT研究会
    • 発表場所
      東京 機械振興会館
    • 年月日
      2014-05-30

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公開日: 2016-06-01  

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