2021年度公募 seeds-2020 - 【近畿】 フレキシブル有機エレクトロニクスによるウェアラブル生体インターフェースの構築
  • エレクトロニクス
  • IT・通信
  • 素材
  • ケミカル
  • IoT
  • 電気通信・半導体
  • 次世代デバイス
  • 新素材
  • 数理・物理
  • 情報
  • 化学
VISIONビジョン

VISION

ビジョン

フレキシブル電子回路技術による超軽量・超薄型の生体センシングデバイスの
実用化を目指して

遠隔医療・日常的健康モニタリングのための新しいウェアラブルデバイス

世界の中でも「課題先進国」と呼ばれる日本が抱える社会課題のひとつは少子高齢化問題です。数値的には、生産年齢人口の割合低下(2060年には対総人口51.6 %)、高齢者の増加(2050年には対総人口40 %が65歳以上の高齢者)が予測されています(平成29年度国土交通白書より)。これによって具体化する社会課題は高齢化にかかわる医療・介護労働力需要増と社会保障費の増大であり、我々研究者には、新しい化学技術の開拓によってこの社会課題を解決するという使命が課されていると考えています。
本研究開発では、遠隔医療・日常的健康モニタリングのための新しいウェアラブルデバイスの姿を世界に示し、その実用化に向けて企業との共同研究開発を推進してきたいと考えています。

超軽量・超薄型の生体センシングデバイスを一緒に実用化しませんか?

本研究開発では、フレキシブル有機エレクトロニクス技術を活用した新しい生体センシングデバイスの実用化に向けた研究開発を行います。超軽量・超薄型のフレキシブル電子回路技術による、脳波、心電、筋電をはじめとするバイタル・健康関連情報の常時取得が可能なデバイスの実用化を目指します。
「超軽量・超薄型」というデバイスの特徴により、装着感の非常に少ない新しいウェアラブルデバイスが実現可能であり、生体情報の常時モニタリングが実現します。日常的・長期の生体情報の取得・解析により、未病・フレイルの早期発見と予防的治療による医療費の軽減が実現するかもしれません。
また、実現する生体センサデバイスを「ウェアラブル生体インターフェース」ととらえれば、超軽量のウェアラブル・マシンインターフェースとしての活用が期待され、AR/VR/MR技術との融合により新しいデジタル体験を提供できる可能性を秘めています。

USE CASE

最終用途例

デジタルヘルスケア・AR/VR/MR技術に応用・融合が可能な
装着感の極めて小さいウェアラブルデバイス

USE CASE 01デジタルヘルスケア分野での活用

APPLICATION

APPLICATION

生体電位信号の常時モニタリング

デジタルヘルスケア分野においてはスマートウォッチなどを活用したバイタルデータの常時取得とその活用が始まっています。このような背景からも、ウェアラブル機器の装着性・快適性の向上は今後も重要な課題です。薄膜電子デバイスはそのような課題に対して最良の解決案を提供します。

USE CASE 02AR/VR/MR技術分野との融合

APPLICATION

APPLICATION

装着感の極めて少ないウェアラブル・モーションセンサ

モーションセンシング、ロボティクスに活用されるセンサシステムとして、新しい解決策を提供します。温度、圧力、歪み、磁気など、シート状のセンサシステムを貼付けるだけで様々な物理量の検出を可能とする新しい世界観の実現を目指します。

USE CASE 03超軽量・超薄型のシート型IoTセンサデバイス

APPLICATION

APPLICATION

柔らかいエレクトロニクスという新しい価値を提供します

実空間におけるあらゆる自由曲面、極小スペースに設置可能なシート状センサシステムによって、従来技術では困難であった場所におけるセンシングを実現します。

STRENGTHS

強み

超軽量のフレキシブルデバイス回路開発と社会実装を実現する環境が
整っています

STRENGTHS 01

フレキシブル電子回路開発環境

薄膜電子回路の試作、評価、解析環境、回路設計、シミュレーション環境など、基礎的なデバイス評価環境が整っており、Proof of Conceptに必要な試作開発が実施できる体制が整っています。

STRENGTHS 02

無線通信技術との融合によるシート型ウェアラブルデバイス

BLE、WiFi、LPWAなど無線データ転送との融合技術にも強みを有しており、ウェアラブルデバイスの試作・検証を実施できる体制が整っています。

STRENGTHS 03

デバイス実証試験環境

これまでウェアラブル生体センサーに関連した多数の開発実績を有し、ウェアラブル脳波計を医療機器として実社会に送り出した経験を有しています。世の中にはない、新しいウェアラブルデバイスの開発が可能な体制が整っています。

TECHNOLOGY

テクノロジー

材料として本質的な機械的柔軟性を有する有機半導体技術と
トランジスタ特性制御技術

TECHNOLOGY 01

フレキシブル性を有する電子デバイス

研究開発対象である有機半導体技術は、有機材料を半導体回路技術に用いる技術です。
材料として無機半導体技術には実現できない機械的柔軟性を有しているため、生体やソフトロボティクスなど、柔軟曲面上でのセンシング課題との相性が良い技術です。

TECHNOLOGY 02

低環境負荷を実現するグリーンテクノロジー

トランジスタとして、p型・n型の相補型回路を構築可能であるため、低消費電力回路を実現可能です。
また、半導体製造に高温プロセスを必要としないため、環境負荷の小さなデバイス製造が実現できるため、持続可能なグリーンテクノロジーであると期待されています。

PRESENTATION

共同研究仮説

ウェアラブルデバイス、デジタルヘルスケア、ヘルステック事業に
御社の強みを活かしませんか?

共同研究仮説01

既存のウェアラブルデバイスで満足していますか?

スマートウォッチでは測定が困難なバイタル情報など、既存のウェアラブルデバイスでは実現できない超軽量・柔軟な生体センシングデバイスの開発を目指しています。

共同研究仮説02

デジタルヘルスケア分野で活用可能な新しいハードウェアの開発をご一緒しませんか?

超軽量・柔軟という新しいデバイスの特徴を活かしたバイタル情報の常時取得を目指しています。生体の日常的連続計測情報からは生活習慣病、フレイルなど、生体情報における新しい気付きをもたらす可能性が秘められています。

EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

植村 隆文 産業科学研究所・先進電子デバイス研究分野
経歴

2008年 大阪大学大学院工学研究科・博士(工学)・専門:表面科学

2008年 大阪大学・理学研究科・特任研究員

2010年 大阪大学・産業科学研究所・助教

2013年 東京大学大学院・新領域創成科学研究科・特任講師

2013年 imec, KU Leuven, Belgium, 客員教授(兼任)

2015年 大阪大学・産業科学研究所・特任准教授(常勤)

2018年 産業技術総合研究所AIST・クロスアポイントメントフェロー(兼任)

【研究室ホームページ】

https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/aed/japanese/uemura.html

【researchmap】

https://researchmap.jp/Takafumi_Uemura

研究者からのメッセージ

これまでの研究開発の成果、経験を活かしたフレキシブルデバイスの社会実装を目指します

これまで、フレキシブルエレクトロニクス・有機薄膜トランジスタの基礎物性研究とデバイス応用を目指した研究開発を行ってきました。その技術の社会実装に向けては、素材、製造技術、アプリケーション開発など、研究者単独では実現できない多角的な知見、研究展開が必要であると考えています。ご興味を持って頂ける企業様との出会いを期待しています。