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本研究では、高導電性ストレッチャブル配線・超高精度アナログフロントエンド・低消費電力無線技術を融合することで、大型医療機器と同等の計測精度を有する脳波センサを開発しました。従来の数メートルもある脳波測定機器に比べて、本センサは厚さ6mm、重さ24gと軽く、額に貼り付けるだけで簡単に脳波の計測を行うことが可能となります。

本研究では、脳波センサによる計測のみでアルツハイマー型認知症患者と健常者の脳活動を比較し、区別できることをつきとめました。今後は、家庭内や地域のかかりつけ医院、介護施設などで、認知症の簡易検査を目指していきます。

妊婦の子宮の収縮状態や胎児の心電図などのデータを遠隔で確認・診断できる新システム。妊婦の腹部に小型センサーを貼るだけで、センサーに搭載した人工知能（ＡＩ）が一日中情報収集し、スマートフォンなどを介して医療機関へ送信。通院しなくても、産婦人科医が胎児の健康状態を把握したり、陣痛を診断したりできる。平成34年をめどに実用化を目指します。

センサー（縦約７センチ、横約２センチ、厚さ約６ミリ）は、胎児の心臓の拍動や、子宮を形成する筋肉の微妙な変化を測定する部品を搭載しており、複数のデータをＡＩが仕分けする仕組みです。センサーは手のひらサイズで、長時間装着しても負担が少ない。１回の充電で約１０時間稼働できるリチウムイオン電池を使用する。データは無線通信で妊婦や家族のスマートフォンに送られ、インターネット上のサーバーに蓄積。医師がパソコンなどで確認することで遠隔医療を可能にします。

関谷研究室を中心とした研究グループと、産業技術総合研究所と大阪大学との共同プロジェクト「先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリ（PhotoBIO-OIL）」は、世界最薄膜・最軽量の生体計測用の差動増幅回路の開発に成功しました。
ヘルスケアや医療用途の生体計測回路は、これまで、シリコントランジスタに代表される硬い電子素子で構成されていました。しかし、硬い電子素子が柔らかい肌などの生体組織に触れると炎症を起こしやすいため、日常生活において長時間の生体信号の計測は困難でした。

本研究グループは、有機トランジスタ（※1）という柔軟な電子素子を厚さ1マイクロメートル (マイクロ：100万分の1) の薄くて柔らかいプラスチックフィルム上に集積することで、装着感のないフレキシブル生体計測用回路を開発しました。作製した回路は差動増幅回路（※2）とよばれる信号処理回路の一つです。従来のシングルエンド型の増幅回路（※3）と比較すると、本研究のフレキシブル差動増幅回路は、微弱な生体電位を増幅可能なだけではなく、外乱ノイズ（※4）を取り除くことができます。実際に人の生体計測に用いることで、重要な生体信号である心電信号のリアルタイム・低ノイズ計測を実証しました。

小型動物へ負担無く埋め込み可能な小型無線通信回路、小型情報処理回路、薄膜電池の集積化、システムの統合化を行い、システムとしての有用性検証を確認。さらに長期間埋め込み、生体組織の炎症反応やそれを抑えるための材料の開発、電極の構造最適化を進め、霊長類マーモセットへ埋め込み可能、光刺激可能なシステムの機能搭載を行うことに成功しました。

ワイヤレス発光システムによりマーモセットの脳を刺激しながら、体性感覚野の脳活動（ECoG）計測に成功。引き続きシステムの完全埋め込みによるシステムの最適化を行い、マーモセットの非束縛時（自由活動時）の計測ができるように、Optogeneticsシステムの最適化、脳活動計測システムの最適化を行う取り組みを進めています。

橋梁や橋脚などの効率的な点検・管理手法の研究開発を開始。本研究により、壁紙のようなシート型センサを「貼り付けるだけ」で構造物の状態を把握できるセンサシステムの実現が期待されます。

劣化する大規模構造物の高効率管理技術、人手に頼らない社会インフラ管理技術の開発は超少子高齢社会を迎え、必須となっていくでしょう。