2012 Fiscal Year Annual Research Report
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
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23246073
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
門 勇一 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (90500223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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, 助教 (90293985)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 先端的通信 / 電子機器 / ユーザインターフェイス / ネットワーク / 人間生活環境 |
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| Research Abstract |
平成２４年度は（１）人体近傍微弱電界通信基盤技術、（２）人体近傍微弱電界通用の送受信機、（３）ヒューマンエリアネットワークの構成技術、（４）トランシーバのバッテリーレス化（長期的課題）を中心に研究を推進した。（１）では、人体表面を介した通信回線の設計を可能とするため、人体表面を伝搬する交流信号の減衰特性を正確に測定する手法を検討した。具体的には、電気・光変換を用いて信号測定器が人体上の受信機などの被測定対象に影響を与えないプローブシステムを試作した。このシステムで受信信号強度を評価したところ、通常の電気プローブでは信号強度を課題評価してしまう問題を解決できる事を見出した。この評価システムで人体上のトランシーバ間、或いは人体上のトランシーバと環境に埋め込んだトランシーバ間で安定な通信を実現するために必要なトランシーバの送信電力と受信感度を明らかにすることが出来た。（２）では、上記の結果に基づき、キャリア周波数6.75MHz、位相変調方式のトランシーバを試作した。また、トランシーバのアンテナに相当する電極の形状、大きさを変えて、人体等価ファントムを用いてパケットエラー率の測定により通信品質を評価した。（３）ではヘルスケア・医療応用を想定して、体内埋め込み型（In-Body）、対表面装着型(On-Body)及び環境埋め込み型(Off-Body)の３種類のトランシーバ間での双方向通信を実現し、ファントムを用いての通信品質の評価を開始した。更に、環境埋め込み型トランシーバがコモンモード雑音の影響で通信品質が劣化するメカニズムを解明し、その等価回路モデルと測定手法を提案した。（４）では、無線電力伝送用のビーム方向可変アンテナを実現するため、右手系／左手系複合伝送線路を擬似進行波型共振器アンテナに応用する基本検討を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の推進方策で記載した①人体上のトランシーバが実際に受信している信号強度を正確に測定するためのEO-OE変換を用いた信号プローブ試作に成功し、その結果に基づいてトランシーバを試作した。また、②医療応用に向けたIn-Body、On-Body及びOff-Bodyの３種類のトランシーバ間での双方向通信を確認し、通信品質の評価実験を開始した。また、環境雑音の影響を抑制するための通信路モデルの提案を行った。③トランシーバのバッテリーレス化に向けて、ビーム方向可変の無線電力伝送用のアンテナ応用を目指した右手系／左手系複合伝送線路型メタマテリアルの基本検討が進捗した。以上、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策として、以下を強化する。①EO-OE変換を用いた信号プローブの感度を向上させ、MHz帯における人体近傍電界通信の通信路モデルの高精度化を図る。②通信システムの環境雑音耐性の向上指針を明らかにするため、通信路の等価回路モデルの高精度化を図る。③In-Bodyトランシーバの電極構造の最適化を進め、On-Bodyトランシーバ間との通信品質を向上させる。④均一材料で構成されている現在にファントムを多層化するなどにより、人体に近い構造にして通信品質評価実験を進める。⑤研究成果を広く世界に継続的にアピールするためホームページを制作する。
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