尿発電を用いたバッテリレス無線尿失禁センサシステム

~何気に自然にさりげなく尿失禁を知らせる究極のウエアラブルデバイスを目指して~

理工学部 電子情報工学科

講師 田中 亜実

理工学部 電子情報工学科

教授 道関 隆国

研究内容

尿失禁疾患は幅広い世代で問題となっており、患者や看護者の日常生活の質に大きな影響を及ぼしている。治療・おむつ交換時期の自動検知のために尿失禁センサが開発されてきたが、従来のセンサはセンシング回路や無線機の駆動に電池が必要であり、電池残量確認・交換の手間の問題等が課題であった。そこで我々は、失禁時の排尿を用いて発電する尿発電をおむつへ適用させ(尿発電デバイス)、その電力で無線機を駆動して尿失禁を知らせる、電池交換不要なセンサを開発した。特に、尿発電デバイスの特徴を考慮した電源変換回路を開発することで、尿発電の電力で無線機を駆動可能とし、発電ばらつきによるセンサの応答速度ばらつきを低減させた。

尿発電を用いたバッテリレス無線尿失禁センサシステム

尿を電解液として発電する尿発電を電力源とし、無線機を駆動してID情報付きの無線信号を送信することにより、受信機側へ尿失禁を自動で知らせるセンサシステム

おむつ一体型尿発電デバイス

短絡電流:数百μA、内部抵抗:数kΩ⇒無線機を直接駆動できない⇒電源変換回路が必要
充電速度ばらつき:0.8 V付近から極端に増大⇒センサの応答速度に影響

電源変換回路

発電電力を一度内部抵抗の小さなキャパシタに蓄電⇒消費電力がmW級の無線機を駆動
低電圧から起動可能な電源変換回路構成⇒センサの応答速度ばらつきを低減
発電している間は間欠に無線信号を送信

セールスポイント

エナジーハーベスト技術を用いたバッテリレスシステムの構築に関する回路設計等に関して研究しています。

活用例・応用例

  • ・高齢者の尿失禁治療への活用
  • ・介護現場でのおむつ交換時期の自動検知
  • ・小児の夜尿症治療に用いられる夜尿アラーム


特許情報

特開2013-094175/特開2013-233049/特願2014-116596

研究キーワード

バッテリレス ・ウエアラブルデバイス ・低電力回路 ・エネルギーハーベスト 

CONTACT

お問い合わせ

産学官連携活動一元窓口
立命館大学 研究部
BKCリサーチオフィス


産学連携のご相談はお気軽にどうぞ!

お問い合わせはこちら

研究・産学官連携のHPはこちら

研究者学術情報データベース


TEL 077-561-2802 FAX 077-561-2811
MAIL liaisonb@st.ritsumei.ac.jp