一部の人々にとって、脳から体へ信号を送る、思考を行動につなぐ重要なリンクが正常に機能しない、あるいは完全に断たれています。 ユタ州ソルトレイクシティに拠点を置くBlackrock NeurotechのCEO兼共同創業者Marcus Gerhardt氏は、脳・コンピューターインターフェースと呼ばれる技術を開発しています。このミリメートルサイズのインプラントは、心と動きの接続を回復することを目的としています。 ポッドキャストで技術を解説 『Here’s an Idea』のこのエピソードで、Gerhardt氏は、脳に配置されたミリメートルサイズのデバイスが、四肢麻痺患者（四肢が麻痺）と四肢完全麻

宇宙技術分野において、スイス電子・マイクロテクノロジーセンター（CSEM）は長年にわたり欧州宇宙機関（ESA）のパートナーです。共同研究の焦点の一つは、衛星搭載コンポーネントから発生する振動放出の排除です。これらの微小振動は、衛星の姿勢制御精度を制限するだけでなく、エネルギー消費の増加や（撮像ミッションの場合）画質の劣化を招きます。 磁気浮上式リアクションホイールで振動を抑制 不要な振動を発生源またはペイロード側で抑制するさまざまな方法があります。CSEMは現在、数値モデル、アクティブ・パッシブ緩和、アルゴリズムベースのノッチングなど、さまざまなアプローチを探るプロジェクトを複数進行中です。

『Nature Machine Intelligence』に掲載された論文で、マックス・プランク知能システム研究所（MPI-IS）の科学者チームが、コンピュータビジョンと深層ニューラルネットワークを用いて、物体がセンサーのどこに接触したか、どれくらいの力が加わったかを正確に推定する、堅牢なソフト触覚センサー「Insight」を発表しました。この研究プロジェクトは、ロボットが人間や動物と同じくらい正確に環境を感じ取れるようになるための重要な一歩です。自然の指先と同様、この指先センサーは非常に敏感で、堅牢、高解像度です。 柔らかい殻と軽量骨格のハイブリッド構造 親指型のセンサーは、軽量な剛性骨格

電子制御ユニット（ECU）が車両内の接続を駆動します。マイクロプロセッサーは、エアバッグ展開、駐車支援、メモリーシート、パワーステアリングなど、多様な機能をサポートします。 また、車両のセンサーが車両周囲の情報を取得し、それをコンピューターシステムに送り返してアクションを開始し、自動運転機能を可能にします。 「車輪の上のスマートフォン」化でECUが100個に 業界専門家（シーメンス）によると、車は一種の「車輪の上のスマートフォン」になりつつあります。時速65マイルで走るスマートフォンには、より多くのECUが必要です。 「かつては車両1台につき1個のECUでしたが、今はおそらく1台あたり1

MEMSスイッチのアレイを用いた高解像度ソリッドステートLiDARにより、そのコストが安価なチップベースのカメラやレーダーシステムと同等になり、自動運転車へのLiDAR採用の主要な障壁が取り除かれます。 カメラ・レーダーは普及したがLiDARは高コストのまま 安価なチップベースのカメラとレーダーシステムは、衝突回避と自動高速道路走行で主流になりましたが、LiDARナビゲーションシステムは依然として数千ドルもする大型の機械式デバイスのままです。 これが変わろうとしています。カリフォルニア大学バークレー校の電気工学・コンピュータサイエンス教授で、バークレーセンサー・アクチュエーターセンター共同

「生地は流体のように振る舞う」とマサチューセッツ工科大学（MIT）のYoel Fink教授は言います。これがデザイナーが衣服の「流れ」を語る理由かもしれません。 「私たちが着ている生地には小さな波が伝わっています」と材料科学教授のFink氏は説明します。「それらは小さすぎて見えません。」 Fink氏とロードアイランドデザインスクールなど複数大学のチームは、それらの微小な波を捉える材料を開発しました。 圧電繊維が音を電気信号に変換 曲げられると電圧を生成する機能性圧電繊維は、信号処理と価値あるデータの出力を可能にします。このセンシング材料からの情報は、将来的にウェアラブル補聴器、通信機能付

研究者たちは、材料の内部構造を示す画像から、応力やひずみなどの材料特性を迅速に判定する技術を開発しました。このアプローチは、将来的に物理ベースの計算を不要にし、代わりにコンピュータビジョンと機械学習を用いてリアルタイムで推定値を生成する可能性があります。この進歩により、設計プロトタイピングと材料検査の高速化が可能になります。 物理計算の代替としてのAI 計算は材料の内部力（応力やひずみ）を明らかにし、これらは材料の変形や破壊の原因となります。このような計算は、提案された橋が重い交通荷重や強風に耐えられるかを示唆します。研究者たちは、生成的敵対ニューラルネットワーク（GAN）という機械学習手法

研究者たちは、最も強く最も薄い既知材料の一つであるグラフェンを用いて、実験室実験でSARS-CoV-2ウイルスを検出しました。この発見は、COVID-19とその変異株との闘いにおける潜在的な応用を持っています。 抗体修飾グラフェンでスパイクタンパク質を標的 実験では、切手の1,000分の1より薄いグラフェンシートを、コロナウイルスのスパイクタンパク質を標的とする抗体と組み合わせました。そして、人工唾液中のCOVID陽性サンプルと陰性サンプルに曝露した際の、これらのグラフェンシートの原子レベルの振動を測定しました。これらのシートは、中東呼吸器症候群（MERS-CoV）などの他のコロナウイルスの

糖尿病は、一生涯にわたるインスリン注射と血糖値監視を意味します。しかし、研究チームはコンタクトレンズを装着するだけでインスリン分泌を制御する方法を開発しました。 ワイヤレス駆動で診断と治療を両立 ワイヤレス駆動のスマートコンタクトレンズ技術は、糖尿病を検知し、さらに装着するだけで糖尿病網膜症を治療できます。ワイヤレス電力供給型スマートコンタクトレンズは、電気信号で薬物送達を制御することで糖尿病の診断と治療を行います。レンズは生体適合性ポリマーで作られ、バイオセンサー、薬物送達、データ通信システムを統合しています。 血糖値測定の精度と治療効果を確認 研究チームは、スマートコンタクトレンズで分

ケベック州立大学（INRS）のJinyang Liang教授とFiorenzo Vetrone教授のチームによって開発された新しいイメージング技術は、非接触で2D温度測定を可能にします。この正確なリアルタイム温度検出は、将来的に光熱療法の改善や皮膚がんの早期診断に役立つ可能性があります。 希土類イオンドープナノ粒子の発光寿命を利用 この技術は「単一ショット光寿命イメージングサーモメトリー（SPLIT）」と呼ばれ、希土類イオンでドープされたナノ粒子の発光に基づいています。「これらのナノ粒子は、環境温度に応じて発光特性が変化するためナノサーモメーターと見なされます。また生体適合性もあります」とV

バンドエイドサイズのセンサーで赤ちゃんの血中酸素レベルを測定できます。これは肺の機能と赤ちゃんの組織が適切な酸素供給を受けているかどうかの重要な指標です。病院で使用されている現在のシステムとは異なり、この小型ウェアラブルデバイスは柔軟で伸縮性があり、ワイヤレス、低コスト、可搬性があり、子供が病院を離れて遠隔監視されることを可能にします。 従来システムとの違い 通常、経皮的酸素分圧測定には、約5ポンドのモニターを電源コンセントに接続し、センサーをモニターに有線接続するシステムが用いられます。新デバイスはワイヤレス電力伝送とワイヤレスインターネット接続を使用し、医師のオフィスのモニターやスマート

既存のウェアラブルセンサーを改良し、自己加熱メカニズムを採用することで感度を向上させたウェアラブルガスセンサーが開発されました。これによりデバイスの迅速な回復と再利用が可能になります。このタイプの他のデバイスは外部ヒーターを必要とします。また、他のウェアラブルセンサーは、クリーンルーム条件下で高価かつ時間のかかるリソグラフィプロセスを必要とします。 レーザーパターニングで多孔質ナノ材料と発熱部を一体化 従来の研究では、大きな表面積対体積比を持つナノ材料をセンシングに利用してきましたが、ナノ材料自体が信号を受け取れないため、指のように互い違いになったインターディジテート電極が必要でした。 研

伸縮・曲げ可能な「スマート」テキスタイルは、あらゆる種類の衣服を一新し、高度な監視技術を日常アイテムに統合する新たな機会を生み出そうとしています。研究者たちは神経科学と心理生理学を応用し、スマートテキスタイルに統合されたような応答性技術の構築を進めています。彼らは、ウェアラブルセンサーシステムが、従来の電極ほど心拍監視の性能が良くないことを発見しました。 繊維電極でECG監視の実現性を検証 この問題を解決するため、研究者たちは、従来のゲル電極の代わりに縫い付けられた繊維電極を用いた3誘導・胸部装着構成での心電図（ECG）監視の実現性をテストしました。市販のウェアラブルデバイスは通常、完全なE

未来のスマートテキスタイルが生き残るためには、その構成要素がレジリエント（強靭）である必要があります。研究者たちは、テキスタイルやソフトロボットシステムに組み込める超高感度で強靭なひずみセンサーを開発しました。 スプリング（スリンキー）のような設計で伸縮性を実現 研究者たちは、固体金属の円筒が螺旋状にパターン化されることで伸縮性を持つようになる、スリンキーのような見た目と挙動をする設計を考案しました。剛性のあるバルク材料（今回は炭素繊維）から始め、蛇がうねるような鋭い上下動を持つ「サーペンタイン・ミアンダー」パターンで加工することで、材料を伸縮性を持たせました。パターン化された導電性炭素繊維

センサーと機械学習を用いた天然ガス漏れ検知ツールが、油田・ガス田での漏れ箇所を特定し、広大な天然ガスインフラ全体で自動的かつ安価なサンプリングを可能にします。自律型・低コスト・高速漏れ検知システム（ALFaLDS）は、強力な温室効果ガスであるメタンの偶発的放出を発見するために開発されました。 リアルタイム測定と機械学習で漏れを特定 ALFaLDSは、リアルタイムのメタンとエタン（天然ガス中）、大気風の測定値を、漏れ箇所を特定するよう訓練された機械学習コードで解析することで、天然ガス漏れを検知・特定・定量化します。このコードは高精度なプルーム拡散モデルを用いて訓練され、現場での制御放出によりさ

人間の皮膚が痛みを感知する仕組みを電子的に再現するプロトタイプデバイスが開発されました。このデバイスは、体のほぼ瞬時のフィードバック応答を模倣し、神経信号が脳に伝わるのと同じ速度で痛覚に反応できます。人工皮膚は、圧力、熱、冷たさが痛覚の閾値に達したときに瞬時に反応します。 3つの機能プロトタイプを開発 痛覚プロトタイプに加え、研究チームは伸縮性エレクトロニクスを用いて、温度変化と圧力変化を検知・応答するデバイスも開発しました。皮膚の感知能力の主要な特徴を電子的に提供する3つの機能プロトタイプが設計されました。さらなる開発により、伸縮性人工皮膚は、従来のアプローチが実行不可能または機能しない場

特殊なポリマー分子を含む材料は、いつ破壊されるかを警告してくれるようになるかもしれません。研究者たちは、これまで開発されてきた力感応性分子「メカノフォア」を改良し、力が加わったときに可逆的で迅速、かつ鮮やかな色の変化を生み出せるようにしました。 オキサジン構造が鍵を握る 色の変化は、メカノフォアをポリマー鎖に結合している結合に応力が加わった結果生じます。メカノフォアは「オキサジン構造」と呼ばれる配置スキームでポリマー鎖に結合されています。この新しい構造により、瞬時かつ可逆的な色の変化が可能になりました。従来のようにポリマーが時間とともに徐々に暗くなるのではなく、力が加わると速やかに色が変化し

ケンブリッジ大学の研究者たちによって開発された低コストのゼリー状材料は、ひずみ、温度、湿度を検知できます。そして、これまでの自己修復ロボットとは異なり、室温で部分的に自己修復することができます。 ソフトセンシング技術がロボティクスを変革 ソフトセンシング技術は、ロボティクス、触覚インターフェース、ウェアラブルデバイスなど、さまざまな用途を変革する可能性を秘めています。しかし、ほとんどのソフトセンシング技術は耐久性がなく、大量のエネルギーを消費します。 「ソフトセンサーをロボティクスに組み込むことで、筋肉のひずみが脳に身体の状態を伝えるように、ロボットからより多くの情報を得られるようになりま

押出プレス業界が直面する新たな課題は、老朽化した油圧技術です。多くのプレスが非効率で信頼性の低い油圧ポンプを使用し続けています。 Superior Extrusion社の課題 Superior Extrusion社は最近この状況に直面しました。1996年に中古の1,650トンFarrelプレスを購入。1971年から使用されているこの7インチプレスは、ミシガン州の同社で2億ポンド以上のアルミニウム押出製品を生産してきました。現在は1日10時間の1シフトで稼働しており、将来的には2シフト体制への移行を計画しています。 油圧コンポーネントの摩耗とメンテナンス負担 この規模のアルミニウム押出プレス

大容量で急速充電が可能なスーパーキャパシタのエネルギー貯蔵デバイスは、その電極の組成によって性能が制限されてきました。電極は充放電時の電子の流れを管理する接続部分です。研究者たちは、リサイクル性と低コストを維持しながら接続性を改善する、より優れた材料を開発しました。 マイクロスーパーキャパシタの電極材料を探索 研究チームは、小型ウェアラブルセンサーに使用されるマイクロスーパーキャパシタの接続部分を調査しました。このセンサーはバイタルサインの監視などに利用されています。コバルト酸化物は、豊富で安価であり、理論上はエネルギー電荷を高速で転送する高い容量を持つため、通常電極材料として使用されます。