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三名学生在第26届仪器与控制工程师学会系统集成分部讲座中获得优秀演讲奖

环境渗透电子实验室(主管:野田聪副教授)的三名学生分别获得了优秀演讲奖,并于3月中旬获得了奖状。

Rinku Maeda(系统工程组四年级/高知县土佐高中毕业)
演示主题“用于分布在衣服上的无电池传感器的 1356MHz 频段近距离通信”

近年来,研究不断取得进展,不再局限于使用智能手表等单个可穿戴传感器,而是在全身放置多个传感器以获得更详细的信息。其中,前田博士重点研究了一种使用直接附着在皮肤表面而无需接线的传感器的方法。

使用NFC(交通IC卡等中使用的短距离无线通信方法)来实现该方法的方法正在引起关注。如果直接使用 NFC,可处理的传感器数量和通信速度都会受到限制。为了克服这一限制,有必要改变通信协议,即通信规则,但这对于商用 NFC IC 来说是不可能的。

因此,前田先生开发了一种“简单的软件定义无线电”,它使用微控制器来自由更改通信协议。通过这种方法,可以使用微控制器程序自由更改通信协议,从而可以轻松地进行研究以消除限制。

我们使用实际的简单软件定义无线电,在无接触的情况下成功获取了多个加速度传感器的值。这一结果证明了实现可自由改变协议的无电池传感器网络的可能性。

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在领奖时,他说:“我能够获得这个奖项,感谢野田教授的指导以及实验室里所有迄今为止支持我的人,我衷心感谢。”实现这一修改需要大量的尝试和错误,但我很高兴结果得到了认可。我希望继续我的研究,进一步开发技术,以实现可以分布在全身的可穿戴传感器网络。”

Daiki Hisaie(硕士第二年课程,电子/光学工程课程)
演示主题:“通过可穿戴二维通信的功率聚合中的同步控制提高聚合效率”

近年来,将从周围环境获取的微量能量转化为电能并加以利用的“能量收集”技术引起了人们的关注。主要能源包括阳光、人体振动、温差以及周围存在的无线电波。

在这项研究中,我们的目标是实现一个无电池传感器组,假设通过太阳能电池发电,并有效地整合该电力。具体来说,将多个太阳能电池分布在衣服上,利用一种称为“导电布”的导电布将产生的电力集中在一处。然而,当多个太阳能电池同时供电时,存在太阳能电池之间出现电流回流而浪费部分能量的问题。

先生Hisaie 采用了通信领域中使用的“先听后说(LBT)”的概念。这是一种在开始通信之前确认没有其他设备正在通信的方法。在本研究中,我们将这种机制应用于电力聚合,并提出了一种仅在确认没有其他太阳能电池连接到导电布时才供电的控制方法。通过设计实现这种控制的电路并通过仿真对其进行评估,我们能够确认与传统聚合方法相比,可以以更高的效率收集电力。

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领奖时,他说:“这是我第一次参加学术会议,获得这个奖项,对我以后的研究活动是一个很大的鼓励。这个奖项要感谢一直以来给予我宝贵指导的野田教授,以及一直为我提供宝贵意见的实验室各位。我谨表示衷心的感谢。现在我们将进入到使用实际设备验证的阶段,我们将继续努力我们的研究,以便我们能够可以进行更可靠的演示。''

高木康世(硕士二年级,电子/光学工程课程)
演讲主题“用于人体表面传输的24GHz频段超材料波导和邻近耦合器”

先生高木的目标是创造“可以像衣服一样穿戴的通信技术”。近年来,不断获取心跳和体温等生物信息的可穿戴设备引起了人们的关注,但为了稳定地发送大量获取的数据,提高通信性能是一个重要问题。特别是,无线电波在人体周围容易衰减,因此很难使用传统方法有效地传输它们。

因此,高木先生正在研究一种新机制,通过在导电布上应用人工周期性结构(超材料)并以低损耗沿着人体表面传输来控制无线电波的传播方式。这种结构使得有效引导过去难以传输的高频无线电波成为可能,有望实现可穿戴设备之间的高速、大容量通信。如果这项技术投入实际应用,衣服本身就具有通讯功能,从而形成一个不需要特殊设备就可以记录和共享健康状况的社会。

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领奖时,他说:“我非常荣幸获得这个奖项。这项研究是在给予我指导的教授和实验室成员每天反复讨论和建议的支持下才得以完成的。”另一方面,还有很多领域没有完全理解或研究,我觉得我们需要进一步深化我们的研究。以这次经历为鼓励,我们将努力取得以下成果:让我们更接近实际应用。”

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