MEMSセンサーは長い歴史がありますが、新しいアプリケーションへの市場要求が技術のアップグレードを推進しています。小型サイズ、高精度、信頼性の高さから、MEMSセンサーはウェアラブルデバイスに最適です。 例えば気圧センサーは、時計、フィットネスバンド、イヤホン、スマートフォンに組み込み、平地、傾斜、階段のいずれを歩いているかを検知するフィットネスパラメータをサポートするのに理想的です。標準的な二次元（X、Y）ナビゲーションデバイスに第三（Z）次元を追加します。実際、一部は非常に感度と精度が高く、緊急通報時に超高層ビルの何階にいるかを救助者に知らせることができます。Bosch Sensortec

ガス検知は重要な機能ですが、その技術は数十年間変わっていません。そこで、NevadaNano（ネバダ州スパークス）から全く新しいタイプのセンサーが登場したと聞き、同社のエンジニアリングディレクター、Ben Rogers氏にインタビューしました。 分子特性分光計 同社はMEMSベースのデバイスであるこのセンサーを、Molecular Property Spectrometer™（MPS™）と呼んでいます。 MPS可燃性ガスセンサーは、水素を含む最も一般的な12種類の可燃性ガスの濃度を検知・特定できます。MPSメタンガスセンサーは石油・ガス業界向けにメタン漏洩を監視するよう設計されています。MPS

過去75年間、センサーは医療の進歩においてますます重要な役割を果たしてきました。 体温、血圧、心拍数、呼吸数など、人々のバイタルサインを監視する医療用センサーはますます高度化しています。しかし、センサーは医療機器自体のバイタルサインを測定するのにも役立ちます。 温度監視 ガラス球温度計は数十年にわたり体温測定に使用されてきました。1970年代には、デジタル表示付きの電子版に置き換わりました。これらは最小限の侵襲的なデバイスで、患者の体内のどこかに挿入する必要がありました。 今日、最も一般的なデバイスはサーモパイルベースの非接触温度センサーで、小さな赤外線カメラのように動作します。これらは皮膚か

電子機器から高効率車両まで、よりコンパクトで軽量、急速充電が可能で高エネルギー密度の電池技術への需要は高まり続けています。同時に、大惨事の際にも安全であることが求められます。リチウムイオン（Li-ion）電池は、これら多くの要求を満たし、コスト効率も良いため、エンジニアや設計者の間で好まれる電池技術となっています。しかし、電池設計者がLi-ion電池の性能限界を押し広げるにつれて、これらの要求の多くが互いに矛盾するようになってきています。 Li-ion電池の「呼吸」現象と内部圧力変化 Li-ion電池の充放電は、内部コンポーネントの温度、電気化学、力学に変化をもたらします。これらのダイナミクス

AI（人工知能）爆発の時代。冷蔵庫から犬の餌皿まで全てがAIニューロンネットワークの一部に。世界AI市場収益（ソフト/ハード/サービス含）2021年対前年比16.4%増の3,275億ドル、2024年5,000億ドル突破予測。 しかしAI真価発揮には多様ソースからの恒常的データストリーム必須。高価値AI出力実現レートでデータ収集にはユビキタスセンサネットワーク必要。センサはAIシナプス発火させるニューロン。これらシナジーが出力頻度・品質に不可欠。 センサネットワーク拡大の足枷：電源アクセス制約 過去数年センサがIoTフレームワークとして頭角。2022年モーションセンサがIoT対応センサ市場8.3

MEMS自動車ナビゲーションシステムの今後を探るべく、ACEINNA Inc.（ボストン）CEO Yang Zhao氏、マーケティング・事業開発VP Teoman Ustun氏にインタビュー。 なぜACEINNA IMUを「次世代」と呼ぶのか Zhao氏: 理想条件ならカメラ1台で車両ナビゲート可能。但全天候・全時間安全性・可用性確保には追加センサ技術必須。しかしVision、Radar、LiDAR、GNSS、RTK全て特定状況で盲目化。IMUのみ他全センサ故障時も動作継続。課題：IMUデッドレコニング信頼可能時間延長。現製品はハイエンド産業グレードだが乗用車組込み設計。 Ustun氏: 開発

基板実装業界では、自動光学検査（AOI）では半田が見えない部品・基板増加。自動車業界の接合強度等高品質要求、半田全面検査需要増大。これらニーズに対応し、オムロンが必要インラインタクトタイム（顧客需要満たす製品完了レート）内検査実現技術導入。これはCT（コンピュート断層撮影）X線自動検査装置で最も困難な要件でした。連続画像技術には高精度位置制御・高速画像センシング必要。 新検査手法の必要性 近年EV、ADAS、自動運転で著しい技術進歩。基板実装界では更なる高密度化進行、視覚アクセス不能な半田接合部増加で目視検査困難。典型例：フィレットレスチップ、パッケージ裏面に半田接合配置のBGA（ボールグリッ

多くのモーション制御アプリケーションで、モーターローターや負荷の位置・速度・加速度把握が必要。用途・設計仕様により、モーターコントローラがこれらパラメータを精密に、概算で、或いは不要として知る必要があります。モーター状況・ローター状態把握でクローズドループシナリオ実現（図1）。 速度・位置・加速度は密接関連。速度は位置の微分（時間変化率）、加速度は速度の微分。したがって1つ分かれば全3要素決定可能（逆も然り：速度は加速度の積分、位置は速度の積分）。 しかし実践では分解能・ノイズでこの手法はしばしば不十分。例：ローターが1回転追加完了したことのみ分かっても3変数分かるが分解能極低で通常不可。用

石油・ガス海底生産システムでは、井戸口に海底「クリスマスツリー」を搭載。各ツリーは複数プロセスバルブで各井戸の油ガス生産制御。各プロセスバルブは海底バルブアクチュエータ（SVA）で駆動され、停電時を含む全運転状態で安全にバルブ閉鎖できる必要があります。 極めて高い要求と環境保護への対応 海底生産システム要求は極めて高い。運用可用性・安全性は水中油ガス生産システムで人命・環境保護に特に重要。また、従来SVAで使用される作動油廃棄による海洋汚染防止も重要優先事項に。 新コンセプトのハイブリッドSVAは、電磁機械と電気油圧をコンパクトユニットに融合、2インチゲートバルブ操作等深海用途向け（図1）。

ピッツバーグ大学スワンソンスクールオブエンジニアリングのiSMaRTラボ（知的構造監視・応答試験ラボ）が、新クラスの自己認識材料を設計しました。 自己発電メタマテリアルシステムは、実質的にそれ自体がセンサとなり、構造にかかる圧力・応力の重要情報を記録・伝達。医療ステント、衝撃吸収装置、航空機翼など幅広いセンシング・監視用途をサポートと、iSMaRTラボ主宰のAmir Alavi准教授（土木環境工学・生物工学）。 研究成果は最近Nano Energy誌に掲載。 従来自己センシング材料との違い：圧力で発電・センシング 既存自己センシング材料はカーボンファイバー等をセンシングモジュールとする複合材。

ビーチで物をなくした？MITの「ディガーフィンガー」が砂・砂利を掘って埋設物体を検知します。 触覚センシング搭載の細長い指型デバイスは、将来ロボットアーム搭載で地下ケーブル探査や爆発物検知に活用可能。研究成果は次回国際実験ロボティクスシンポジウムで発表予定。 GelSight触覚センサを指先サイズに小型化 MIT CSAIL（計算機科学・人工知能研究所）チームは、2017年開発の既存触覚センサ「GelSight」を小型化し、砂・粗粒米中の様々な3Dプリント物体検知に適用。 オリジナルGelSight（大型）：反射膜で覆われた透明ゲル、物体押圧で変形。3色LEDとカメラが背後に配置。光がゲル透過

ノースカロライナ州立大学のエンジニアたちが、手首装着で人体熱エネルギーを収穫し健康監視するフレキシブルデバイスの効率向上を継続中。2017年初報、2020年更新のフレキシブル体熱ハーベスタで、熱漏れ防止に顕著な改善を報告。 バッテリー不要ウェアラブルへ、剛性デバイスに迫る性能 人体熱でウェアラブル技術（心拍、血中酸素、グルコース等測定スマートウォッチ等）を駆動し、バッテリー充電不要を実現。剛性熱電ハーベスタと同原理（熱→電気エネルギー変換）。 フレキシブルハーベスタは人体フィットで高望まれる。Mehmet Ozturk教授（NC州立大 電気コンピュータ工学）は、フレキシブル熱電発電機（TEG

部屋内の可燃物がほぼ同時に着火する致死的現象「フラッシュオーバー」。消防士の盲点であり、利用可能酸素量のみによって制限される猛烈な火災を引き起こします。 新ツール「P-Flash（フラッシュオーバー予測モデル）」は、フラッシュオーバー切迫を推定し、消防士に警告を発します。米国国立標準技術研究所（NIST）研究者たちによって構築されました。 フラッシュオーバーとは？ フラッシュオーバーは、消防士が事前に検知する兆候が少ないため特に危険。熱の激化や天井を這う炎などの指標は、視界不良・高ストレスの救助現場では見逃されがちです。 「消防現場でフラッシュオーバーを予測する技術的ツールはほぼない」とNIS

サセックス大学の物理学者たちが、わずか数原子層厚の極薄・大面積半導体表面テラヘルツ波源を開発。既存電子プラットフォームと互換性があります。 テラヘルツ波の意義と従来課題 テラヘルツ源は1兆分の1秒スケールで振動する短い光パルスを放出。標準電子機器では高速すぎ、光学技術では低速すぎて扱えない領域。300GHz超の超高速通信デバイス（6G携帯電話技術等）進化に極めて重要——現行エレクトロニクスの根本的限界を超える領域です。サセックス大学EPicラボは表面テラヘルツ放出技術のリーダーで、これまで最高輝度・最薄の半導体表面源を実証。新開発の放出領域は従来比10分の1厚で、同等以上の性能。 日常物への

原子層厚の材料はシリコンベーストランジスタの有望な代替ですが、それら「2D」材料を他の従来電子部品に効率よく接続することは困難でした。ムーアの法則（マイクロチップ集積トランジスタ数が数年ごとに倍増）が物理的限界に直面し、数十年の進歩が停止する恐れがある中、新アプローチが求められています。 半金属ビスマスでショットキー障壁を排除 MIT、UCバークレー、TSMC等の研究者たちが、2D材料と従来電子部品の電気的接続を実現する新手法を開発。これにより2D材料の潜在能力解放と更なる微細化——ムーアの法則を当面延長——が可能に。 「半導体デバイス微細化最大の問題の一つ、金属電極と単層半導体材料間の接触

光周波数コムが「光の定規」としてデビューして以来、「アストロコム」（星光測定）、レーダー型コムシステム（天然ガス漏洩検知）など派生技術が登場。今回、牛のゲップ（メタン等）測定用「アグリコム」が発表されました。農業プロセス最適化で温室効果ガス削減に貢献します。 2コムシステムで複数ガス同時高精度測定 NISTとカンザス州立大（KSU）の研究者たちが、NISTのアグリコム（2コムシステム）を用いて、カンザス州の肉牛肥育場周辺大気からメタン、アンモニア、二酸化炭素、水蒸気を同時測定。コム光をオープンエアパスで往復させ、大気による赤外線吸収の正確な色合いと量から微量ガスを特定。 携帯型システムで肥育

カリフォルニア大学サンディエゴ校のエンジニアたちが、首に装着して血圧と心拍数を継続追跡しながら、グルコース、乳酸、アルコール、カフェインのレベルも同時に測定できる柔らかく伸縮性のある皮膚パッチを開発。心血管シグナルと複数の生化学レベルを人体で同時に監視する世界初のウェアラブルデバイスです。 高血圧・糖尿病患者、COVID-19重症化リスク層、敗血症早期検知、NICU乳児への応用 高血圧と糖尿病の管理者——COVID-19重症化リスクも高い層——に恩恵。敗血症（急激な血圧低下と乳酸急上昇が特徴）の発症検知にも有用。集中治療室患者（NICU乳児含む）の継続的血圧・バイタルサイン監視にも、カテーテ

通常、複合材の非破壊評価（超音波等）は硬化前か硬化後に実施されますが、多くの欠陥は硬化中に消えたり形成されたりします。NASAラングレー研究センターとAnalytical Mechanics Associatesが共同開発した自動超音波スキャンシステムは、オートクレーブやオーブン内で硬化中の複合材をインシチュ（その場で）監視し、欠陥を検知します。 耐熱容器内にスキャンシステムを配置 システム構成： 超音波・携帯型・自動Cスキャンシステム + 超音波接触プローブ スキャナを温度感受性部品保護のため断熱容器内に配置 液体窒素冷却で容器内を38°C以下に維持 モーター駆動X-Yラスタスキャナを非密

兵士の周囲の些細な変化が危険を意味する可能性があります。今やロボットがそれらを検知し、警告を兵士のメガネ型ディスプレイに即座に表示できます。研究者たちは実環境で、ロボットが3D物理変化を検知し、拡張現実（AR）を通じて人間にリアルタイム共有する初のヒューマン・ロボットチームを実証。人間は受け取った情報を評価し、後続アクションを決定できます。 実環境での混合現実インターフェース活用 混合現実インターフェースを用いたヒューマン・ロボットチームの学術研究は、外部計測器を用いたラボ環境で計算管理するものが大半。また、人間への混合現実インターフェース提供のエンジニアリング努力も、自律移動ロボットとのチー

標準GPSサービスのリアルタイム測位は一部オンボード用途には十分ですが、固有の位置不連続性が高精度機器用途（視界期間予測、マヌーバ計画など、宇宙機状態の連続予測を要する計算）では許容されません。またリアルタイム測位には4機以上のGPS衛星からの同時測定が必要で、ミッション制約要因となります。 GEONSソフトウェアは、標準GPS受信機、オンボード通信機器、姿勢センサからのデータを処理し、高精度な絶対・相対ナビゲーションソリューションをリアルタイムで生成。オンボードマヌーバ制御、編隊飛行維持のための相対ナビゲーションもサポート。全情報はダウンリンクテレメトリに含めれば科学者が即座に利用可能。 拡