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Full-body electronic skins for digital me

数字我的全身电子皮肤

基本信息

批准号：
22K21343
负责人：
染谷隆夫
金额：
$ 440.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (International Leading Research )
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-12-20 至 2029-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21343/
关键词：
電子デバイスウェアラブルヘルスケアIoT 機械学習生体信号計測

项目摘要

今年度は、全身e-skinの長期駆動に向けて、電力供給の検討を行った。まず、安全かつ体全体に適用可能なワイヤレス電力供給システムの開発に取り組んだ。具体的には、給電コイルの３次元配線パターンによる電磁波伝搬のシミュレーションを行い、人が着用した際に人体への電磁波曝露を抑制するための設計を行った。次に、全自動横編み機を用いて３次元のテキスタイル型プラットフォームを製造した。３次元コイルとして市販の伸縮導電糸を用い、服と同時にコイルの配線を編み込むことで、無線で電力を転送可能な全身e-skinを作製することに成功した。さらに、テキスタイル型コイルの導電性を高めるために、液体金属を活用したチューブ状の導電性配線を開発し、50以上のQ値が得られることを確かめた。液体金属の配線をテキスタイルe-skinに適用するために、トンネル型の配線部を設計し、全自動横横編み機で作製したe-skinに液体金属の配線を実装することに成功した。最終的に、国際安全基準に準拠しつつ、25%の無線転送効率を得ることに成功し、テキスタイル型コイルにより、数ワットの電力を無線で供給することができるようになった。また、高効率かつ安定な超柔軟有機太陽電池の開発にも取り組んだ。有機半導体活性層にアルゴンプラズマ処理を施すことで、ダメージを与えず正孔輸送層と有機半導体界面での接着強度を上昇させることに成功した。その結果、有機太陽電池の機械的耐久性と駆動安定性が劇的に向上し、1000回の繰り返し伸縮試験後に91.0%以上の変換効率、500分の連続駆動において89.3%以上の変換効率を保持できることを確認した。

This year, the whole body e-skin long-term movement direction, power supply research The safety and security system is applicable to all possible components of the development of power supply systems. The specific design of the three-dimensional wiring of the power supply circuit is to suppress the electromagnetic wave exposure of the human body during use. Second, the automatic horizontal weaving machine is used in the production of three-dimensional space. 3-D power transmission system for flexible power transmission, wireless power transmission and whole body e-skin control The conductivity of liquid metal is higher than that of liquid metal, and the conductivity of liquid metal is higher than that of liquid metal. Liquid metal wire distribution for e-skin application, design, automatic horizontal knitting machine for e-skin liquid metal wire distribution successfully. Finally, the international safety standard is accurate, and the wireless transmission efficiency of 25% is successfully achieved. The development of ultra-soft organic solar cells with high efficiency and stability The organic semiconductor active layer was successfully bonded to the porous transport layer. As a result, the mechanical durability and dynamic stability of organic solar cells have improved significantly, and the conversion efficiency of more than 91.0% after 1000 cycles of thermal expansion test, and the conversion efficiency of more than 89.3% after 500 minutes of continuous operation have been confirmed.