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東大、室内光で発電・動作する腕章型フレキシブル体温計を開発(追記)

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東大、室内光で発電・動作する腕章型フレキシブル体温計を開発

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JST戦略的創造研究推進事業において、東京大学の研究グループは、室内光で発電し、音で発熱を知らせる、
有機集積回路を用いた腕章型フレキシブル体温計の開発に成功したと発表しています。


有機トランジスタを用いた回路(有機集積回路)は、大面積・低コスト・軽量性・柔軟性を
同時に実現できると期待されており、最近は生体向けセンサ・デバイスの開発が進められていますが、
電力や信号の送受信のために複数のケーブルをつなぐ必要があり、装着感に問題があったとしています。

開発した腕章型フレキシブル体温計は、有機集積回路、温度センサ、フレキシブルな太陽電池と
ピエゾフィルムスピーカで構成され、人の上腕部に取り付けて体温を常時モニタし、音で発熱を知らせるものです。
この一連の動作は全て、太陽電池で発電される電力で賄うことができるため、
電池交換などのメンテナンスは不要としています。

今回開発した腕章型フレキシブル体温計には次の3つの特徴があるとの事。

①発熱を検知するセンサとして、フレキシブルな高分子フィルム上に形成可能な抵抗変化型の温度センサを、
今回新たに開発。さらに、発熱と判断する温度を外部から設定するための回路も合わせて実装しており、
36.5℃~38.5℃の間で自由に調節できることを実証。

②フレキシブルなブザー。ブザーを鳴らすための回路は全て有機トランジスタでできており、
音を発生させるスピーカ部分には、ピエゾフィルムを使用。
両者の機械的な柔軟性により、フレキシブルな電子ブザーを実現。

③フレキシブルな体温計を多様な環境で使用可能にするための有機電源回路。
太陽電池は、環境の明るさに応じて出力電圧が変動するため、部屋の明るさに応じて電圧を調整する
有機電源回路を開発。この回路により、回路がない場合に比べて使用できる部屋の明るさの範囲を
7.3倍に広げられることを実証。

なお、太陽電池とスピーカには、市販のアモルファス・シリコンを用いたフレキシブルな太陽電池と、
ポリフッ化ビニリデンを用いた圧電フィルムをそれぞれ用いたとの事です。

このフレキシブル体温計は、温度以外にも、水分や圧力などのさまざまなセンサに応用することも
可能だとしています。また、ブザー音だけでなく、数値などの情報を音にのせて送ることも原理上可能のため、
発熱だけでなく体温の情報を送ったり、多点での測定結果を送ったりするなどの応用も期待できるとの事。

一方で、太陽電池の電力だけで動作するシステムのため、夜間などの暗い環境では使用できないという
課題があり、研究グループは、現在、フレキシブルな充電池やキャパシタの開発も進んでいることから、
将来的には、昼間に電力を蓄え、夜間はその電力で動作することも可能になるとしています。

JSTニュースリリース
室内光で働く腕章型やわらか体温計の開発に成功
~電力の送電不要、発熱を音で知らせる-新型センサーへの応用に期待~


(15/03/15追記)
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