東大,皮膚の伸縮を計測する超柔軟センサーを開発

著者: sugi

東京大学は,顔に貼り付けた際に,顔の細やかな動きに影響を与えない超柔軟な歪センサーの開発に成功した(ニュースリリース)。

近年,ウェアラブルデバイスのような新技術による生体情報の取得とその活用への期待が高まっている。生体のように柔らかく,かつ常に運動しているものが測定対象の場合,生体情報を正確に計測するために,センサーそのものを柔らかく,伸びる素材で作ることが重要となる。

さらに,表情のように皮膚の細やかな変化を計測するためには,わずかな皮膚の伸縮によって生じる非常に弱い力でも自由に変形できる超柔軟なセンサーが求められていた。

しかし,柔軟さと機械的耐久性を両立することは困難であるため,皮膚のわずかな変化を本来の伸縮に影響を与えることなく,正確に計測できる手法はこれまでなかった。

研究グループは,電気紡糸法にて形成した数層のポリウレタンナノファイバーを非常に薄いジメチルポリシロキサンで強化することで,超柔軟性と高い耐久性を両立したナノメッシュ型歪センサーを開発した。

センサーは超軽量(0.012mg/cm2)で,非常に薄いため(430nm),皮膚に密着し,皮膚の伸縮を正確に計測することができる。その結果,皮膚の本来の動きに影響を与えずに,歪の変化を定量的に計測することが可能になる。

実際に,開発したナノメッシュセンサーを顔に貼り付けることで,発声時における皮膚の伸縮を多点で計測することに成功した。センサーを貼りつけた際の伸縮量は,センサーを貼りつけていない場合と同等の伸縮量となっており,皮膚の伸縮に影響を与えずに正確な計測ができることを確認した。

さらに,センサーは高い機械的耐久性を有し(60%伸長を5000回繰り返しても3%以下の抵抗変化),長期における歪の計測が可能。実際に,皮膚に8時間貼り続けた後にも,皮膚の伸縮を正確に計測することに成功したという。

研究グループは,今後,皮膚への負荷を与えずに生体情報を計測することを利用し,喜怒哀楽などの表情を読み取ることが可能なウェアラブルデバイスへの応用が期待されるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 東大ら,力を色で可視化するウェアラブルセンサ開発

    東京大学と深圳先進技術研究院は,色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサを開発した(ニュースリリース)。 力を可視化するメカノクロミック素材は色々あるが,定量的に力を読み取ることができるものは多くない。 研究グループは…

    2025.05.08
  • 村田製作所,医療向けストレッチャブル基板を開発

    村田製作所は,体表に貼り付けて生体情報を収集する医療・ヘルスケア用ウェアラブル機器などへの活用を想定し,曲げ伸ばししても高い信頼性を保ちながら回路が動作する「ストレッチャブル基板」を開発した(ニュースリリース)。 近年医…

    2024.11.05
  • NHK技研,フレキシブルなイメージセンサーを開発

    NHK放送技術研究所(NHK技研)は,薄くて曲げられるシリコンイメージセンサーを開発した(ニュースリリース)。 従来の平面構造のイメージセンサーは撮像面と結像面ずれ(収差)が発生し,映像の周辺部でぼやけが生じる。また,撮…

    2024.10.23
  • ODG,人間拡張と光技術についての研究会を開催

    光設計研究グループ(ODG)は,第77回研究会「人間拡張における光技術の利用」を10月3日(木),板橋区立グリーンホールとオンラインにて,IOF(板橋オプトフォーラム)の一環として開催する(ODG HP)。 近年,様々な…

    2024.08.31
  • 横国大,AIでストレッチャブルデバイスの動作認識

    横浜国立大学の研究グループは,ストレッチャブルデバイスとAIを統合した柔軟な動作認識スマートシステムを開発した(ニュースリリース)。 近年,伸縮性を持つゴム材料や導電性材料を用いたストレッチャブルエレクトロニクス分野の研…

    2024.08.08
  • 【解説】伸縮可能な太陽電池が衣服を電源化する?

    理化学研究所,東京大学,中国南京大学,中国西安交通大学,スイス連邦工科大学チューリッヒ校は,高性能かつ伸縮可能な有機太陽電池を開発した(ニュースリリース)。 有機太陽電池の柔軟性を生かした応用を実現するためには,高い変換…

    2024.07.01
  • 東工大,ネットのように伸びる超薄型生体電極を開発

    東京工業大学の研究グループは,膜厚300–400nmのエラストマー薄膜の片側上に,単層カーボンナノチューブ(SWCNT)からなる繊維状の導電材料を薄く塗布した繊維ネットワークを形成することで,伸縮性と透湿性,自己接着性を…

    2024.06.24
  • NHK技研,伸縮可能なフルカラーディスプレーを開発

    NHK放送技術研究所(技研)は,柔軟なゴム基板上に液体金属を使った伸縮配線とマイクロLEDを形成したフルカラー伸縮ディスプレーを開発した(ニュースリリース)。 従来の金属配線は,基板が変形すると電気抵抗の上昇や断線が発生…

    2024.05.22

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア