人体を媒体とした情報通信システムにおける伝送メカニズムの解明及びデバイスの開発

阐明以人体为媒介的信息通信系统中的传输机制和设备开发

基本信息

  • 批准号：
    04J10851
  • 负责人：
    蜂須賀 啓介
  • 金额：
    $ 1.22万
  • 依托单位：
    The University of Tokyo
  • 依托单位国家：
    日本
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份：
    2004
  • 资助国家：
    日本
  • 起止时间：
    2004 至 2005
  • 项目状态：
    已结题

项目摘要

人体内通信の信号伝送モデルとして,人体を良導性の誘電体とみなし,送信機を給電点とする線状アンテナへの給電にならった伝送モデル(良導性誘電体伝送モデル)を考案した.このモデルでは,人体内部だけでなく人体近傍の空間も含めて,人体に垂直な電界が人体表面を伝搬する.このモデルを適用することで,従来の回路網モデルでは説明できなかった開放端を含む,人体へのあらゆる電極接触状態における信号伝送について,ゲイン変動を定性的に説明できるようになった.また,電極間距離・電極面積・電極方向・信号伝送距離・姿勢・伝送経路と逆側に存在する物体の大きさ・衣服の有無などの影響を予想し,実験によって予想が正しいことを確認した.得られた知見としては,(1)送信機は2電極,受信機は1電極のみを接触させる電極接触状態でゲインが最大になる(2)送信機2電極の電極間距離・電極面積,および受信機1電極の電極面積・電極位置に関わらずゲインは一定であり,電極は人体に接触しさえすればよい(3)2電極を接触させる場合には,信号伝送方向に沿った向きに電極を並べると信号伝送が可能になるが,信号伝送方向に垂直な向きに電極を並べると信号は伝送できない(4)消費電力を小さくするためには,人体に接触する送信機2電極の電極間距離を大きくするほうがよい(5)受信機の人体に接触していない電極が大きいほど受信電圧が大きくなる(6)伝送経路と逆側に存在する人体あるいは接触する物体が大きいほど,ゲインが大きくなるなどが挙げられる.これらの知見をもとにして,実用レベルに近い人体内通信デバイス(搬送周波数10.7MHz,周波数変調,基板サイズ30mm×30mm,DC3V乾電池駆動,重量5g)を作成し,可聴領域のアナログ音声情報および心拍・SpO_2・脈振幅を含む9600bpsのデジタル生体情報を一個人内で伝送することに成功した.
Communications の signals in the human body 伝 send モ デ ル と し て, human を good conductivity の induced electricity body と み な し, messenger machine を to isoelectric point と す る linear ア ン テ ナ へ の to electricity に な ら っ た 伝 send モ デ ル (good conductivity induced electricity body 伝 send モ デ ル) を test case し た. こ の モ デ ル で は, human body internal だ け で な く body nearly alongside の space contains も め て, human に vertical な が people electricity industry Body surface を 伝 move す る. こ の モ デ ル を applicable す る こ と で, 従 to の back road network モ デ ル で は illustrate で き な か っ た を contain む open end, human へ の あ ら ゆ る electrode contact state に お け る signal 伝 send に つ い て, ゲ イ ン - move を qualitative に illustrates で き る よ う に な っ た. ま た, electrode, the distance between electrodes, electrode direction, signal 伝 area Conveying distance, posture, and 伝 経 road と inverse side に exist す る object の big き さ の, clothes have な ど の affect を to think し, be 験 に よ っ て is to want to が し い こ と を confirm し た. Have ら れ た knowledge と し て は, (1) the messenger machine は 2 electrodes, trusted machine は 1 electrode の み を contact さ せ る electrode contact state で ゲ イ ン が biggest に な る and two (2) the messenger の electrode, electrode area, the distance between electrodes お よ び trusted machine 1, electrode の electrode area of electrode position, に masato わ ら ず ゲ イ ン は certain で あ り, electrode は に human exposure to し さ え す れ ば よ い (3) 2 electrode を contact さ せ る occasions に は, signal に 伝 send direction along the っ た to き に electrodes を and べ る と signal 伝 may send が に な る が, signal 伝 send direction to き に vertical な に electrodes を and べ る と signal は 伝 send で き な い (4) consumption power を small さ く す る た め に は, contact す に る messenger machine 2 electrode distance を の electrodes Big き く す る ほ う が よ い (5) the fiduciary machine の に human exposure to し て い な い electrode が big き い ほ ど trusted electric 圧 が big き く な る (6) 伝 send 経 road と inverse side に exist す る human あ る い は contact す る object が big き い ほ ど, ゲ イ ン が big き く な る な ど が 挙 げ ら れ る. こ れ ら の knowledge を も と に し て, be with レ ベ ル に nearly い human body Communications within the デ バ イ ス (handling cycle for 10.7 MHz, cycle for variations, substrate サ イ ズ 30 mm x 30 mm, DC3V dry cell 駆, weight 5 g) を し consummate, can 聴 field の ア ナ ロ グ sounds intelligence お よ び heart clap, SpO_2, pulse amplitude を contains む 9600 BPS の デ ジ タ ル raw body intelligence を within one で 伝 send す る こ Youdaoplaceholder0 success た.

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Encyclopedia of Sensors( "Intrabody Communication for Sensor Applications"のセクション)
传感器百科全书（“传感器应用的体内通信”部分）
  • DOI：
  • 发表时间：
    2005
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    蜂須賀 啓介;寺内 祐介;岸 慶憲;廣田 輝直;佐々木 健;保坂 寛;藤井 勝之;高橋 応明;伊藤 公一;Keisuke Hachisuka (分担執筆);Keisuke Hachisuka(分担執筆)
  • 通讯作者：
    Keisuke Hachisuka(分担執筆)
Encyclopedia of Sensors ("Intrabody Communication for Sensor Applications"のセクション)
传感器百科全书（“传感器应用的体内通信”部分）
  • DOI：
  • 发表时间：
    2006
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    蜂須賀 啓介;寺内 祐介;岸 慶憲;廣田 輝直;佐々木 健;保坂 寛;藤井 勝之;高橋 応明;伊藤 公一;Keisuke Hachisuka (分担執筆)
  • 通讯作者：
    Keisuke Hachisuka (分担執筆)
Simplified circuit modeling and fabrication of intrabody communication devices
人体内通信における電極配置および接触状態の違いによる伝送効率の変動
人体通信中电极放置和接触状态差异导致传输效率波动
人体内通信の四端子回路網によるモデル化と最適な電極配置に関する検討
使用四端网络的人体通信建模及最佳电极放置研究
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蜂須賀 啓介其他文献

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立即体验

相似海外基金

Accuracy enhancement of the intrabody communication channels
提高体内通讯渠道的准确性
  • 批准号：
    15K20904
  • 财政年份：
    2015
  • 资助金额：
    $ 1.22万
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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作者：{{ showInfoDetail.author }}

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