人間の皮膚をモデルに、有線でも無線でもない 新しい情報通信技術を開発しています。

人工皮膚で通信が可能に？二次元通信の可能性

東京大学大学院情報理工学系研究科 システム情報学専攻准教授

篠田 裕之 氏

しのだ ひろゆき

しのだ　ひろゆき　1965年、神奈川県生れ。88年、東京大学工学部物理工学科卒業、90年、同大大学院計数工学専修修了、95年、博士（工学）。90年、同大助手、95年、東京農工大講師、97年、同大助教授、99年、カリフォルニア州立大学バークレー校客員研究員などを経て、2000年より現職。情報処理や情報伝達機構に触覚を組み込むことによってセンサやインターフェイスデバイスの能力を拡大する研究に従事、具体的には、触覚素子を応用した人工皮膚や、人間の皮膚に本物らしい触感を人工的に生じさせる触覚ディスプレイなどのほか、人間の皮膚を観察する情報入出力用センサなどを研究・開発。1999年、IEEE ICRA The Best Conference Paper Awardなど、多くの学会賞を受賞している。

2007年6月号掲載

LAN、情報家電等々、二次元通信の活用法はさまざま

──さて、二次元通信はどのように応用できるのですか？

篠田　ＬＡＮや情報家電、コンピュータ周辺機器の接続など、多様な分野での利用が想定できます。

例えば、壁紙や床材、卓上のマットなどに通信シートを応用すれば、通信ケーブルを引き回す必要のないネットワーク環境が構築できます。

机の上にこの二次元通信シートを置いておけば、同じシート上に置かれたコンピュータや周辺機器がつながりますし、シート上にただ置けばいいわけですから、機器が増えても新たに配線する必要がありません。ちなみに同様のことが無線でもできますが、無線機器にはバッテリーが必要で、暗号化によって情報セキュリティを確保しています。その点、二次元通信では信号が漏れるという心配もなく、より強固なセキュリティシステムが可能です。これは、電波を出してはいけない病院内などでのネットワーク使用でも重宝します。

また、小売店などでは、二次元通信シートを陳列棚に置くことで、店頭で客が手に取った商品やその回数・時間などから商品の動向が分り、盗難防止やリアルタイムでの棚卸などの物品管理ができるという仕組みも可能になるのです。

さらに、最近の車は高機能化が進み、１００箇所以上にセンサが付いていますが、それぞれのセンサは配線により稼動しています。しかし二次元通信シートを内装材などに組み込めば、車内スペースの効率化や重量の軽減だけでなく、コストの削減にもつながると思っています。

──車の内装材として埋め込むような通信媒体となると、伸縮可能なやわらかな素材でなければ実現できませんね。

篠田　はい。二次元通信とは、もともと触覚素子など多数のセンサを導電性繊維のニットなどの上に結合していくために開発された技術です。布地などに硬い部品を固定してしまうと、そのことによって布が硬くなってしまいますし、引っ張ったら壊れてしまいます。そのため、これまでの回路は硬い基板かせいぜい曲げられるフィルム上などでなければ構築できませんでした。

二次元通信では素子と通信層が近付くだけでよく、通信基板の決まった位置に固定する必要がありません。そのためにやわらかい素材の中にも回路をつくることができるのです。

(左)2層の誘電層で誘電体をはさんだ二次元通信シートの基本構造。これにより、マイクロ波を伝搬させることが可能に。 (右)柔軟な二次元通信シートを皮膚に密着させることで、高密度な筋電パターンを検出。携帯電話や小型情報機器への情報入力インターフェイスやスポーツ、作業などのスキルの記録や伝達、遠隔操作システム、ゲームなどへの情報入力端末、義足など人間の動作をサポートする機器を操作する際の入力デバイスなど、さまざまな応用例が考えられる

このような二次元通信ですが、そもそもはマイクロ波の回路設計が簡単にできるようになったことや、微小チップなどが開発されるなど、総合的なテクノロジーが進展した結果、私どもの取り組みが可能になったんです。

──なるほど、人工皮膚や触感の研究は、だからこそ実現可能になったんですね。

篠田　そうなんです。

触覚技術のマーケットがどれくらいあるかはまったく未知ですが、「研究室は一つのベンチャー企業である」をモットーに活動を続けていきたいと思っています。

──先生が基礎的、原理的な研究成果にとどまらず、実用技術の開発をも目標に活動されている姿勢は大変すばらしいと思います。

今後とも応援しています。本日はありがとうございました。