横式研究室では間欠駆動、IoT、センシングをキーワードに研究を行っています。専用ICの設計から市販品を使ったシステム構築まで行い、基礎だけでなく応用も見据えた研究を進めています。
現在行っている研究の紹介及び、下記の展示を行いますので、ぜひご覧ください。
・数mm角で間欠駆動する超小型センシングデバイス（展示は間欠駆動型CPU）
・ペロブスカイト太陽電池による間欠駆動のデモ
・新型熱電素子を用いた間欠駆動電源のデモ
こちらは現在行っている研究の紹介です。
数mm角で間欠駆動する超小型センシングデバイス：
エナジーハーベスティングで得られるごく僅かな電力で駆動する間欠駆動デバイスの製作を目指しています。特に、デバイスを小型化して数mm角のサイズにするのを目標に研究を行っています。デバイスを小型化するとエナジーハーベスティングで得られる電力はごく僅かになるという課題があります。そのため回路を駆動するのが困難になりますが、一旦キャパシタに電力をため、瞬間的に放電することで様々な回路を駆動することを可能にする間欠駆動の考え方を使います。現在はこの間欠駆動電源回路と、無線通信回路、全体を制御するための間欠駆動型CPU、情報処理用の機械学習回路の研究を行っています。
ペロブスカイト太陽電池による間欠駆動システム：
一般的なシリコン太陽電池は、光強度が低下すると出力電圧が解放状態であってもかなり低下するという問題があります。一方、ペロブスカイト太陽電池は低下量が小さく、光強度の低い室内での利用にも向いています。間欠駆動を用いることで、セルのサイズが小さくてもキャパシタに貯めた電力で様々な回路を駆動することができます。今回はそのデモを行います。
新型熱電素子を用いた間欠駆動電源システム：
温度勾配と平行な向きではなく、温度勾配と垂直な向きに電圧が生じる熱電発電を横型熱電発電と言います。フレキシブルな熱電発電素子e-TEGや、1セルで数100mV程度の電圧を利用できるi-TEGを用いた間欠駆動によるシステム応用の研究を行っています。間欠駆動回路では小さなエネルギーを貯め、瞬間的に大きな電流を流すことができるため、マイコンで無線通信など、ニーズはあるものの消費電力が高くてエナジーハーベスティングに不向きなアプリケーションにも応用することができます。
機械学習を用いたモニタリングシステム：
溶液の濃度をポテンショスタットで計測し、Webブラウザ上に計測結果を表示するシステムです。学習済みの機械学習のモデルでリアルタイムに計測したデータから物質の濃度を自動推定します。このようにRasberry Piやマイコンを用いたセンシングシステムの研究も行っています。