研究内容
- 限られた微小電力で動作する集積回路の研究
- トランジスタ構造をベースにした半導体センサの研究
- IoT/ICTを駆使した、人や物の行動の「見える化」の研究
限られた微小電力で動作する集積回路の研究
現在、幅広い分野に集積回路が使われるようになりました。特にモバイル機器や自動車、医療機器においては集積回路によりさまざまなことができるようになりました。しかし、やはり個数が増えれば増えるほど、動作させるのに電力が必要になってきます。これからの時代は、資源獲得競争にさらされるため、資源温存と恒久的なエネルギー供給を実現するために、できるだけ電力を食わない集積回路の普及が必要となってきます。
そこで、本研究室では、消費電力の効果的な削減方法として、ナノアンペアという微小な電流、つまりリーク電流を、集積回路を動かす電力として使ってしまおうというコンセプトのもと、日々研究しております。また、ただ単にナノアンペアで動作させるだけでなく、アナログ振幅情報を時間軸情報に変換し、さらにオペアンプのような差動演算とディジタルへの変換も兼ねたPWM（パルス幅変調）差分演算回路といった演算回路も研究しております。この回路は、今日のIoTを支えるセンサ直近の低電力情報処理回路の実現に貢献できると期待しております。
トランジスタ構造をベースにした半導体センサの研究
集積回路を構成する基本素子はMOSFETです。このMOSFETの構造をうまく利用すると、様々なセンサを通常のCMOS技術、あるいはちょっとしたポストプロセスを使って作ることが可能です。そこで、通常のトランジスタ製造技術で作れるMOSFET型センサの研究を行っております。これができると、余計な製造工程なしで温度センサや応力ひずみ計測センサなどを作製でき、かつ既存の回路と一体型にして実現できます。
現在は、MOSFETベースで開発した集積化センサ素子として、回路動作とセンサ動作を同時並行で動作可能な多端子MOSFETを開発しました。それを用いて、以下のようなセンサや回路組み込みについて研究しています。
▪ ひずみセンサ（応力検出センサ）
▪ ホールセンサ（磁気センサ）
▪ 温度センサ
▪ 動作検証・動作状況モニタ
▪ ガス・水分などの化学センサ
▪ IoTへの組み込み・運用
IoT/ICTを駆使した、人や物の行動の「見える化」の研究
現在、様々な場面でセンサを使う機会が増えてきており・EAビックデータ解析やデータマイニング・人工知能を駆使して様々なサービスが始まりつつあります。その際に、重要なのは、ビックデータ解析が可能になるために必要な、センサデータ収録システムの構築です。
そこで、人間や物の様々な行動を複数のセンサを駆使してデータ化するために、複数センサ計測システムの設計・試作・構築の研究を行っております。
さらに、ただ収集するだけでなく、その収集したデータを使って人や物の行動などを何らかの形で「見える化」する試みも行っております。これにより、誰でも見てわかりやすい表現とは何か？を研究していきます。最終的には、地域に根差した社会実装やビジネス展開に貢献したいと思っております。
（現在おこなっていること）
- 簡単なマイコンを用いた複数のセンサデータによる睡眠データ取得と解析（共同研究）
- センサの意外な使い方を駆使した、人・物・動物の行動や感情などの計測とその数値化
- 3G/LTE, WiFi，サブギガ帯などの通信方式を使った複合センサ計測システムの構築
- ポストコロナ時代の新たな「ストレスの見える化」（共同研究）
- 温泉地などでの、複合センサデータ収集・解析の実証実験
- IoTを活用したインテリジェントな食器による「食の見える化」（共同研究）