ごあいさつ
研究推進委員会委員長研究開発責任者
  
<研究推進委員長:藤田博之>
 広くきめ細かく環境の情報を集めたり、個人の健康状態をいつも見守ったり、古い橋やトンネルの健全性を常に確認したりするために、無数のセンサをいたるところに配置し、無線ネットワークで測定データを集めるIoT(Internet of Things)の構想が脚光を浴びています。生体に例えると、センサは末端の感覚器にあたるわけですが、それを常に活動させていくためにはエネルギーの補給が必須です。生き物がエサを食べたり、光合成をしたり、日向ぼっこで体温を上げたりするのに相当する、センサへの自律的なエネルギー供給を行うため、身の回りにある様々なエネルギー源から発電する方法(環境発電)を開発しなければいけません。環境発電には用途に応じて多くの方式があり、太陽電池、圧電素子などを用いる研究が行われてきました。

 我々は主として橋やトンネルの監視用センサを念頭に置き、日夜どこでも使え、エネルギー密度も比較的大きい環境振動からの発電をめざして、この先導研究を進めていきます。低周波の振動から効率よく発電できる静電方式に着目し、エレクトレットの性能の向上とイオン液体による静電容量の格段の増大という二つの新規な発想で、発電量を現状の百倍にしたいと考えています。

 もちろん、先導研究を将来の国家プロジェクトに育てていくためには、他の環境発電方式(熱電変換、太陽電池)や周辺回路(発電電力回収・マネージ回路や蓄電素子)を含む統合システム化と、適用対象の特定と要求仕様の策定をめざす異業種・異分野融合が大切です。このような総合的検討と、上述の先鋭的な研究開発を両輪とし、知財戦略や広報活動を補助輪として、将来のプロジェクトの全体構成を定め目標を設定したいと考えています。皆様の忌憚ないご意見を頂きながら、建設的な議論をもとに本プロジェクトを推進していきたいと思っておりますので、よろしくご支援ご鞭撻のほどお願い申し上げます。

2015年4月 藤田博之(東京大学生産技術研究所 教授)

   
<研究開発責任者:年吉 洋>
 半導体微細加工技術の進歩にともない、かつての大型計算機と同等以上の能力を数ミリ角のチップ内に集積化できる時代になりました。さらに近い将来には、集積回路の3次元化とあいまって、携帯電話の機能を米粒大のチップに集約した超小型無線センサの実現も視野に入りつつあります。しかもエレクトロニクスの生産能力から類推すると、年間1兆個もの無線センサを供給可能です。最近よく耳にする「トリリオン・センサ社会」の議論では、このようなセンサを人類に役立てるさまざまなアプリケーションが考えられています。

 さて1兆個というと、地球上の人口で割ると一人あたり年間150個のセンサを使うことに相当します。これを、2,200平方キロメートルの面積に1,300万人が住む東京都でいうと、最初の1年で、1メートルに1個の密度で無線センサを配置することになります。ただし人が住んでいる場所は限られているので、実際にはさらに高密度になるでしょう。距離1メートルの無線通信はClass 3のBluetooth規格に相当しますので、1mWの電力を供給できれば、米粒大のセンサによるネットワークの実現は不可能ではありません。

 我々のプロジェクトでは、身の回りの未利用エネルギーのなかでも特にエネルギー密度の高い環境振動から電力を回収する「高効率MEMS振動発電デバイス」の研究開発を実施します。また中期ビジョンとして、東京オリンピックが開催される2020年にむけて、10mW級の振動発電素子を実現するための基盤技術を構築します。

 本プロジェクトの実施体制を構築するにあたり、材料技術、プロセス技術、デバイス設計技術、システム設計技術、さらに、アプリケーション技術など、各技術レイヤーの第一線で活躍するプレイヤーを集めました。小生、研究開発責任者として、彼らが十二分に能力を発揮できるチーム運営を心がけて参ります。ご支援、ご鞭撻を賜りますよう、お願い申し上げます。

2015年4月 年吉 洋(東京大学生産技術研究所 教授)


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