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究が広く進められてきた。今後は,デバイスレベルで開発が進められてきたこれらの技術を,社会実装に向けてさらに高度なシステムに昇華させることが期待されている。

そのため,デバイスから得られたデータを解釈する手法として,大量のデータからコンピュータがパターンを見出すAI技術が注目されている。一方で伸縮可能なストレッチャブルセンサは,繰り返し使用による劣化や個体差により測定結果が大きく変動することが課題となり,データの再現性が重要であるAI分野との統合はこれまで進められてこなかった。

研究グループは,液体金属を用いた伸びる電気回路と,柔軟性が部位によって異なる基板を用いて,既存の硬質な回路素子を柔軟なデバイスに組み込む技術を開発した。この技術により,デバイスを2.5倍の長さまで伸ばした際も硬質な慣性センサICと同等のデータ計測精度・再現性を有するストレッチャブルハイブリッドデバイスを実現した。

さらにこのデバイスを用いて,人がひもを結ぶ際の動き,空中に文字を書いた際の手の動き,手話を行なった時の手の動きのデータを収集し,AI技術の一種である教師あり学習によって分類を行なった。その結果,動作のパターンから10種類の結び目の形状,空中に筆記した26種類のアルファベット,65種類のアメリカ手話の単語についてそれぞれ87%,98%,96%の正答率で分類することに成功した。

研究グループはこの研究により,既存の様々なセンサを組み込んだ高性能ストレッチャブルデバイスが開発されることが期待されるとしている。

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