カードを挿入したりスマートフォンをスキャンしたりして支払う代わりに、新しい技術では指先で機械に触れるだけで完結します。このプロトタイプは、人体をカードやスマートフォンとリーダー/スキャナの間のリンクとして機能させ、表面に触れるだけで情報を送信可能にします。 プロトタイプを腕時計のように着用すると、ユーザーの身体を使って、ラップトップのセンサーに触れるだけで写真やパスワードなどの情報を送信できます。指紋でデバイスをロック解除する機能は既にありますが、新技術は生体認証に依存せず、デジタル信号に依存します。 この技術は、スマートフォン、スマートウォッチ、ペースメーカー、インスリンポンプ、その他の着用

国連は、現在の使用パターンが続けば2050年までに地球の多くの地域で農業需要を満たす十分な淡水がなくなると予測しています。この地球規模のジレンマへの解決策の一つは、より効率的な灌漑の開発であり、その核心は土壌水分の精密監視です。センサーが『スマート』灌漑システムを導き、水を最適なタイミングと速度で供給できるようにします。 現在の土壌水分センシング手法には問題があります。埋設型センサーは基質中の塩分の影響を受けやすく、接続に特殊ハードウェアが必要です。一方、サーモグラフィカメラは高価で、日光強度、霧、雲などの気象条件の影響を受けやすいです。 南オーストラリア大学とバグダッドの中東技術大学の研究者

フレキシブルエレクトロニクスの最新研究は、身体に装着して多様な医療データを収集できるワイヤレスセンサーへの道を開いています。しかし、同様にフレキシブルな送信デバイスがなければ、これらのセンサーは健康データ送信のために有線接続を必要とします。 着用型センサーと同様に、着用型トランスミッターも人体での使用に安全で、室温で機能し、ねじれ、圧縮、伸張に耐えられる必要があります。しかし、トランスミッターの柔軟性には独自の課題があります。アンテナが圧縮や伸張されると、共振周波数（RF）が変化し、アンテナの意図した受信機と波長が合わなくなる可能性があります。 研究者たちは、層構造でフレキシブル着用型トラ

二酸化炭素（CO₂）の検知は、環境、健康、安全、宇宙用途で極めて重要です。CO₂は高濃度で酸素を置換する能力があるため、有害な汚染物質となります。現在の市販CO₂センサーには問題と短所があり、特に異なる温度、圧力、高湿度条件下での精度に課題があります。NASAエイムズ研究センターは、乾燥条件と高湿度条件の両方で、約100ppm〜10,000ppmの濃度範囲内のCO₂検知に対応した特許出願中の固体センサーを開発しました。 この固体センサーは、動的流通モードと静的拡散モードの両条件下で、CO₂の高濃度検知を飽和なしで実現します。複合センシング材料は、酸化多層カーボンナノチューブ（O-MWCNT）と

低コスト・大型液体ロケットエンジンの再生冷却ノズルは、信頼性の高い低コストな宇宙アクセスを可能にします。高圧冷却剤がノズル内のチャネル群を循環し、ノズル壁を適切に冷却して高温に耐え、故障を防ぎます。しかし、複雑なノズルチャネルを手頃なコストで製造・封止することは課題でした。 NASAマーシャル宇宙飛行センターは、ノズルライナー外側ジャケットを造り、チャネルを内部で封止して高圧冷却剤を封じ込める、堅牢で簡素化された付加製造技術を開発しました。レーザーワイヤ直接封止（LWDC）機能により、ノズル製造時間を短縮し、造形中のリアルタイム検査を可能にしました。 LWDC技術により、内部ライナーに融着した

筋萎縮性側索硬化症（ALS）患者は、筋肉制御能力が徐々に低下します。その結果、発話能力を失うことが多く、他者とのコミュニケーションが困難になります。研究チームは、患者の顔に貼り付けてピクピク動きや微笑みなどの小さな動きを測定する、伸縮性のある皮膚型デバイスを開発しました。このアプローチにより、患者はデバイスが測定・解釈する小さな動きで多様な意思を伝えられるようになります。 研究者たちは、このデバイスで患者が大型機器を必要とせず、より自然な方法でコミュニケーションできるようになることを期待しています。柔らかく使い捨て可能な着用型センサーは薄く、メイクでどんな肌色にもカモフラージュできるため、目立

風力タービン、電気モーター、センサーなど、永久磁石は多くの電気アプリケーションで使用されています。これらの磁石の製造には通常、焼結や射出成形が用いられます。しかし、電子機器の小型化が進み、磁気部品に対する幾何学的要求がより厳しくなるにつれ、従来の製造手法では頻繁に対応しきれなくなっています。一方、付加製造技術は必要な形状の柔軟性を提供し、用途の要求に合わせた磁石の製造を可能にします。 研究者たちは、レーザー基盤3Dプリント技術を用いてスーパーマグネットの製造に成功しました。この手法では、磁性材料の粉末を層状に積層し溶融結合させ、純粋な金属からなる部品を作ります。プロセスは、高相対密度で磁石をプ

従来のロボット（剛体で金属製）では実行できないタスクがあります。ソフトボディロボットなら、人とより安全に相互作用できたり、狭い隙間に容易に入り込めたりします。しかし、ロボットがプログラムされた任務を確実に完遂するには、自分の全身の部位がどこにあるかを知る必要があります。無限の変形が可能なソフトロボットにとって、これは難しい課題です。 研究者たちは、エンジニアがより有用な環境情報を収集するソフトロボットを設計できるよう支援するアルゴリズムを開発しました。このディープラーニングアルゴリズムは、ロボット本体内のセンサー最適配置を提案し、環境との相互作用とタスク遂行を向上させます。この進歩は、ロボット

人間のような反射神経を持ち、遠隔地の操作者がロボットと同じ物理的力を感じながら操縦する二足歩行ロボット「Little Hermes」が開発されました。この小型二足ロボットは、人間が立ち入れない危険な場所への派遣を想定しています。 現在の人間操作ロボティクス研究の多くには、操作者への力フィードバック情報が含まれていません。人間支援ロボットが人間と同等に環境と相互作用するには、操作者がロボットが「感じる」のと同じ力を感じる必要があります。操作者の動作と、環境に対して操作者が及ぼす力を捕捉し、ロボットに伝送してほぼ遅延なく動作を再現するモーションキャプチャスーツ（操作者が着用する外骨格のようなもの）

研究者たちが、光波の特性を活用してデータ伝送量を飛躍的に増大させる方法を発見しました。同心円状のリングからなるアンテナから、離散的なねじれレーザービームを放出することに成功。リングの直径は人間の髪の毛程度で、コンピュータチップへの搭載が可能です。 この技術は、コヒーレント光源による多重化（同時伝送）データ量を大幅に増やします。多重化の一般的な例は、単一電線で複数の電話通話を伝送することですが、直接多重化できるコヒーレントねじれ光波の数には根本的な限界がありました。 この技術は、軌道角運動量（OAM）と呼ばれる光の特性を通じて、現在のデータ容量限界を克服します。生物イメージング、大容量通信、セン

研究者たちが、入射無線信号の方向を特定できる原子ベースセンサーを実証しました。これは、従来技術よりも小型で、ノイズ環境下でより優れた性能を発揮する可能性のある原子通信システムのもう一つの鍵となる要素です。 信号の「到来角」を測定する能力は、レーダーと無線通信の精度を確保するのに役立ちます。これらは、ランダムまたは意図的な干渉から真のメッセージや画像を分離する必要があるためです。真の原子ベース通信システムは、5G以降にも恩恵をもたらすでしょう。 異なる色の2つのレーザーで、微小なガラスフラスコ（セル）内の気体セシウム原子を高エネルギー（ライドバーグ）状態に励起します。この状態は、電磁場に極めて

軍服からデータを送信できるプログラマブル繊維が開発されました。この繊維は電力を生成し、着用者の生理学的情報と環境曝露データを提供し、チームに位置情報を伝え、負傷時には警告を発します。最終的には、この技術を搭載した軍服がセンサーに電力を供給し、収集データを蓄積・解析し、外部へ送信できるようになります。 研究者たちは、数百個の正方形シリコンマイクロスケールデジタルチップをプリフォームに配置し、ポリマー繊維を作製しました。ポリマー流を精密に制御することで、数十メートルの長さにわたってチップ間の連続的な電気接続を持つ繊維を作り出しました。 これまで電子繊維はアナログであり、連続的な電気信号を伝送して

共役ポリマーの研究に新たなアプローチを導入し、研究者たちは初めて、重合反応中の個々の分子の力学的・運動論的特性を測定することに成功しました。 共役ポリマーは、電子を伝導し光を吸収する骨格に沿って連なった分子クラスターです。この特性により、ウェアラブル電子デバイスなどのソフトオプトエレクトロニクスの作製に最適ですが、凝集して溶液から析出しやすいため、バルク状態での研究は困難でした。 このアプローチは「磁気ピンセット」と呼ばれ、共役ポリマーであるポリアセチレンの個々の分子を伸ばし、ねじることを可能にします。従来の手法は化学誘導体化に依存し、原子官能基で構造を修飾していましたが、これはポリマーの固

Who（誰が） この耐久性のあるソフトエレクトロニクスは、ウェアラブルエレクトロニクスやソフトロボティクスに使用でき、将来的には伸縮性スマートフォンの一部になる可能性があります。 What（何） 肌のような電子回路は柔らかく伸縮性があり、負荷下で多数の損傷を受けても電気伝導性を失いません。製品寿命が尽きればリサイクルして新しい回路を生成できます。現在のスマホやノートPCなどの消費者デバイスには、ハンダ付けされた配線が張り巡らされた硬い材料が使われています。新しい回路は、これらの硬い材料をソフト電子複合材料と、最初はエラストマー（ゴム状ポリマー）内に電気的に絶縁された離散的な液体金属微滴として分

触覚、つまり触覚センシングは、ロボティクスから外科手術、スポーツ科学まで、幅広い実用アプリケーションで根本的に重要です。触覚センサーは生物学的触覚を模倣し、人間の知覚と動作の理解を助けます。圧力分布測定の新しいアプローチとして、触覚イメージング技術が用いられています。 現在最も一般的な触覚イメージングアプローチは、圧力感受性材料で構成されるセンサーアレイを使用するものですが、このようなアレイは複雑な製造プロセスを必要とし、センサー設計に制約を課します。2つの導体間の圧力は、それらの間の電気的接触抵抗と直接関係しています。この関係を利用し、一対の電気機械的に結合した導体で構成されるセンサーを開発

研究者たちが、人間の動作の動的プロセスを模倣できる「電子皮膚」センサーを開発しました。人間の手の皮膚の生物学的・動的プロセスを模倣し、物体が同様に振る舞えるようにすることを試みたものです。 このデュアルモードセンサーは、動きの大きさと負荷（テニスラケットを振る力など）だけでなく、速度、持続時間、方向も測定します。鍵は、これらの測定を分離し、個々のパラメータがどう影響し合うかを理解することでした。例えば、テニスボールをラケットで優しくバウンドさせるのと、相手にサーブするのでは、必要な入力が異なります。同じ変数が、義手を持つ人が卵を扱うかスイカを運ぶかを区別する際にも働きます。 センサーは、押す、

Spinoffは、NASA技術の成功した商業化を紹介するNASAの年次刊行物です。この商業化は、健康・医療、消費財、輸送、公共安全、コンピュータ技術、環境資源の分野における製品・サービス開発に貢献してきました。 大気中のあらゆるものが音を立てます。火山は轟き、滝は轟音を立てます。しかし、その音には人間の耳が知覚できないものも含まれています。赤外線が肉眼で見えない周波数で構成されるのと同様に、人間の耳には低すぎるピッチ（0.001〜20ヘルツ）で構成される「超低周波音（インフラサウンド）」という音のアナログが存在します。 飛行中に突然遭遇する乱気流は、警告となる雲や大気の特徴が見えないことから

研究者たちが、高い延性を持つグラフェン混合パテ「G-Putty」材料を用いたグラフェン基盤センシング技術を開発しました。印刷されたセンサーは業界標準の50倍の感度を持ち、柔軟性という重要な指標で他のナノ材料センサーを上回っています。性能を犠牲にせず感度と柔軟性を両立させたこの技術は、ウェアラブルエレクトロニクスや医療診断デバイスという新興分野の理想的な候補です。 チームは、低コストで印刷可能なグラフェンナノコンポジット歪みセンサーの製造を実証しました。異なる粘度（流動性）のインクを作成・テストすることで、G-Puttyインクを印刷技術と用途に合わせて調整できることが分かりました。医療現場では、

ブルックヘブン国立研究所（米国ニューヨーク州アプトン）の科学者たちが、長距離電気自動車（EV）への期待がかかる最先端リチウムメタル電池の故障主因を特定しました。高エネルギーX線を用いて、電池内の数千カ所にわたるサイクリング誘起変化を追跡し、性能変動をマッピング。各地点でX線データから正極材料量とその局所充電状態（SOC）を算出し、補完的な電気化学測定と組み合わせることで、繰り返し充放電サイクル後の電池容量低下を支配する主要メカニズムを突き止めました。 故障の主因は液体電解質の枯渇でした。電解質は、充放電サイクルごとにリチウムイオンを電池の2つの電極（負極と正極）間で輸送する役割を担っています。

積層造形（AM）技術は、近年産業界で著しい採用拡大を見せています。デジタル化とオンデマンド生産により生産現場が完全自動化ラインへとシフトする中、信頼性の高いプロセス監視手法の重要性が増しています。 レーザーによる金属加工において、プロセス中の光学的・音響的放出をリアルタイムで解析し、最終製品の品質と相関させることができることはよく知られています1,2,3。このアプローチは大きな価値をもたらします。製造プロセス中に発生する気孔、亀裂、その他の不均質性は、機械的特性に大きく影響し、不良品リスクを高めるためです。プロセス警告信号への即時対応により、スクラップ材の削減と時間短縮が可能になります。 現在