研究内容

【超高感度・高性能マイクロ磁気センサデバイスの開発】

１）超高感度マイクロ磁気センサを実現する電子回路技術の開発

マイクロ磁気センサを超高感度化するためのパルス信号処理回路技術および低ノイズ回路技術について研究開発を行っている。ユニチカ社製の零磁歪アモルファスワイヤを用い、そのワイヤへのパルス通電励磁条件を最適化した磁気インピーダンスセンサの磁界検出分解能として１ｐTを達成した。この超高感度磁気インピーダンスセンサの応用として生体磁気信号の検出などが期待されている。電子回路の改良による低ノイズ化により、ｆＴオーダーの磁界を検出することのできる小型磁気センサの開発を目指している。

２）ナノテクノロジーを利用した磁気センサ素子の開発

超高感度マイクロ磁気センサの小型・集積化を進めるために、ナノテクノロジー利用したセンサ素子の開発について兵庫県立大学および慶應大学理工学部との共同研究を行っている。（右記のデバイスは慶應大学理工学部宮島研の山口先生の作製によるものです。）

３）電磁波エネルギー動作による超低消費電力磁気センサ

低炭素社会を実現するユビキタスセンシング技術を目標として、電磁波エネルギーで動作する超低消費電力・高感度磁気センサについて新たに研究を開始している。Wireless Identification and Sensing Platform（WISP）の応用として、加速度計や温度計、歪みゲージ、静電容量計、カスタムメイドの脳波用増幅器（ニューラルアンプ）など、さまざまなセンサをIntel社は提供しているが、最近これらのセンサシステムに対応してテレビ放送のＲＦエネルギーから電力を得る技術についての報告を行っている。環境電波からのエネルギー回収技術とそのエネルギーを利用したマイクロ・ワイヤレスセンシングテクノロジーは今後の発展が大いに期待される分野である。

【超高感度マイクロ磁気センサの応用】

１）医療計測応用

a）脳腫瘍の術中リアルタイムセンシングを目的として、磁性ナノ微粒子により分子修飾された腫瘍部位を小型磁気センサにより検出する技術の開発をNEDO/経済産業省の「インテリジェント手術機器プロジェクト」の一部として行っている。プロジェクト全体としては、脳神経外科、胸部外科及び消化器外科の領域のための、ナビゲーションとセンシング機能を融合した、医療従事者が扱いやすい診断・治療一体型の内視鏡手術支援機器（＝インテリジェント手術機器）の開発を行っている。我が国が誇る高度な内視鏡機器技術、精密機械工学、情報工学（IT）等の技術を総合的に結集して革新的・戦略的な治療用機器の創出を目指している。

ｂ）iPS細胞の分化誘導支援技術等への応用を目的として、超高感度磁気センサによる細胞組織電気生理現象の非接触検出法について共同研究を行っている。培養中の細胞組織や、体内の細胞組織における局所的な電気伝導現象をマイクロ磁気センサで検出する技術は、他では提案されておらず、極めて新規性・独自性が高い。人体からの生体磁気をSQUID磁束計により計測して生体内部の局所的な伝導を評価する装置は開発済みであるが、磁気シールドルームや冷却装置が必要であり汎用的でない。この研究は汎用的かつ精度の良い医療診断機器の開発を目指すものであり、その成果は、再生医療や創薬スクリーニング、心臓病の予防、認知症の早期診断など潜在的に幅広い分野への応用が期待できる。

２）ITS応用

a）マイクロ磁気センサ内蔵システムによる車両通行計測
交通渋滞の解消、大気汚染の軽減、交通安全の推進、適切な道路保全を目的とした効率的な交通管制を行うためには詳細な車両通行量情報が必要となる。そこで，多点設置が可能な高感度、高速応答、高安定、小型軽量、低消費電力の測定システムが求められている。高感度マイクロ磁気センサ（ＭＩセンサ）を用いた車両通行計測器では、車両の通行、速度、大きさの計測が可能で、排ガス量の推定、道路保全等、環境アセスメントへの活用が考えられる。

ｂ）運転者の生理情報のリアルタイムセンシング
安全快適な運転環境の実現を目指すための運転者の状態センシングについて、超高感度磁気センサを利用する方法について研究を行っている。前方不注意、居眠り運転、判断ミス、操作ミスなど、自動車事故のほとんどはヒューマンエラーが原因である。したがって、車側でヒューマンエラーを高い確率でカバーすることができれば、事故の大幅な減少を期待できる。そのためには、走行環境や運転者の状態に応じた認知・判断・操作支援が必要である。磁気センサを用いて非接触に運転者の生理信号を検出すれば、運転者の内部状態について有意な情報が得られる。これまでの実験結果から、実験室内の環境で、心電に起因する信号や、脳波に起因すると考えられる生体信号検出の可能性を得ている。