Research

研究紹介

センサ、IoT、クラウド、ブロックチェーン、サーバ——「インターネットにつないで役に立つもの」をなんでも研究します。

圧電センサによる非拘束(ウェアフリー)生体信号測定

PVDF圧電センサは、動脈の振動を検出することで生体信号を取得できます。センサを座布団やカーペットの下に置くだけで、腕時計や電極などを身につけることなく(=ウェアフリー)、心拍数・呼吸数を測定できるのが最大の特長です。

実現済みの技術

  • 心拍数・呼吸数の検出 — 健康状態や睡眠状態の判定に応用

推進中の研究

  • 個人識別への応用 — 数ヶ月の期間を置いて測定しても、同一人物ならスペクトルのピーク形状が変化しないという性質を利用
  • リアルタイム脈波解析による心血管系異常検出への応用
PVDF圧電センサで生体信号が取れる測定原理の解説図。動脈の振動を検出することで生体信号を取得できる
測定原理:動脈の振動をPVDF圧電センサで検出する
個人識別のための信号分析例。同一人物の3回の測定と2名の被験者のセンサ信号・スペクトルの比較グラフ
個人識別のための信号分析例:同一人物なら期間を置いてもピーク形状が保たれる

ウェアフリーセンサによる高齢者見守りシステム

シート型圧電センサ(30cm×30cm)を自宅の床全面に敷き、インターネット経由で監視センタから見守るシステムを研究しています。

  • 高齢者が倒れたとき、心拍数・呼吸数などの生体情報を確認できる
  • カメラではなくセンサによる見守りのため、プライバシーに配慮できる
  • 「非装着」センサなので、装着忘れ・充電切れの心配がない

開発中のモニタプログラム「HAmon」は12枚のセンサシートに対応し、人がいるセンサだけが信号を検出する様子をリアルタイムに表示します。

ウェアフリーセンサによる高齢者見守りシステムの構成図。①高齢者自宅の床全面にセンサシートを設置し、②複数の高齢者宅からインターネット経由で、③監視センタへ信号を送信。監視センタで信号分析・異常検出を行い、電話・FAX・メール等で④地域在宅ケア支援施設へ異常通報し、⑤救援活動につなげる
システム構成:センサ信号を監視センタで分析し、異常時は支援施設へ通報
見守りシステム実験の様子。モニタプログラムHAmonの画面と、センサシートを12枚敷いた実験室で人が座っている写真
実験の様子:モニタプログラム「HAmon」とセンサシート12枚を敷いた実験室

ブロックチェーン・インターネットサービス関連分野

ブロックチェーン(仮想通貨)技術の調査をはじめ、クラウドやサーバなど、インターネットサービスを支えるプラットフォーム技術を幅広く研究対象としています。学生の興味に応じたテーマ設定が可能です。

研究環境・設備

  • 市販の圧電センサシートを活用(ヘルスセンシング社「心神ラムダ」など)
  • M5Stack BASICにセンサアンプを追加した自作測定器で、手軽に測定・記録
  • オシロスコープ・工具類を備え、回路製作からソフトウェア開発まで研究室内で完結

ハードウェアの製作、信号処理プログラムの開発、サーバ・クラウド連携まで、システムの全レイヤを自分の手で動かしながら学べる環境です。

研究室の様子。M5Stack BASICにセンサアンプを追加した測定機器と、作業机の上のオシロスコープや工具類
手軽に測定できる機器を研究室で製作している