最先端バイオセンサーが脳制御ロボティクスを変革

UTS工学・IT学部のフランチェスカ・イアコピ教授とそのチームによって開発されたバイオセンサーは、顔と頭の皮膚に密着し、脳から送られる電気信号を検出します。これらの信号は、自律ロボットシステムを制御するコマンドに変換できます。

バイオセンサーに関する研究は『Journal of Neural Engineering』誌に掲載されました。

センサーはエピタキシャルグラフェン——シリコンカーバイド・オン・シリコン基板上に直接成長させた、非常に薄く非常に強い炭素の複数層——で作られています。その結果、グラフェンベースバイオセンシングの3大課題——腐食、耐久性、皮膚接触抵抗——を克服した、高度にスケーラブルな新規センシングテクノロジーが生まれました。

「グラフェンの長所——高い生体適合性と高い導電性——と、シリコンテクノロジーの長所——バイオセンサーを非常に強靭で堅牢にする——を組み合わせることができました」とイアコピ教授。

グラフェンはバイオセンサー開発で頻繁に用いられるナノ材料です。しかし現在まで、これらの製品の多くは単用途アプリケーションとして開発され、汗や皮膚上のその他の水分と接触することで剥離しやすいという問題がありました。

対照的に、UTSバイオセンサーは長期間使用でき、高塩分環境下でも複数回再利用可能です——前例のない成果です。

さらに、センサーはいわゆる皮膚接触抵抗——センサーと皮膚の非最適接触が脳からの電気信号検出を妨げる現象——を劇的に低減することが示されています。

「我々のセンサーでは、センサーが皮膚上に置かれると接触抵抗が改善します」とイアコピ教授。「時間経過とともに、初期接触抵抗の75%以上の削減を達成できました。」

「これは、脳から送られる電気信号が確実に収集され、大幅に増幅可能であり、センサーが過酷な条件下でも信頼性高く使用できることを意味し、ブレインマシンインターフェースでの使用可能性を高めます。」

この研究は、脳波を用いて自律車両を指揮・制御する方法を調査するより大きな共同研究の一環です。国際的にナノテクノロジーと電子材料で高く評価されるイアコピ教授と、ブレイン・コンピューターインターフェースの第一人者であるUTS傑出教授チン・テン・リン氏とのパートナーシップによるものです。防衛イノベーションハブから120万ドルの資金提供を受けています。

先進接着技術でセンサー製造を効率化スズ電極がスーパーキャパシタの効率と持続可能性を向上

センサー