一般講演

3-001

口腔内水分測定装置用センシングシステム

○黄 獻鋒・陳 泓甫（亜東科技大学）・楊 家程（国立台北科技大学）・陳 冠宇・楊 宗峻（亜東科技大学）

Oral xerostomia has not been taken seriously in the past due to its challenging diagnose and treat. However, in recent years, partly owing to increased awareness of oral health, the number of patients complaining of xerostomia has been on the rise. Our research can improve the occurrence of aspiration pneumonia and oral infections caused by dysphagia due to dry mouth. The device measures the amount of saliva secretion in the oral cavity sequentially at multiple time points and records this information in a database.

3-002

ワイヤー対向放電電極径と染色液脱色の関係

○小松 真（岩手医科大学）

難分解性物質の分解を視野に20mg/Lのインジゴカルミン染色液10 mL にワイヤー状対向電極間のパルス放電を10回作用させ，電極径を0.28mm-1.2mmの範囲で変化させ濃度との関係を確認し脱色を評価した。放電電圧とコンデンサー容量はそれぞれ4kV，0.2uFにし，電極は内径 20 mm のPET容器に対向設置し溶液中の露出長 1.5 mm，電極間距離 17 mm とした。電極径0.45mm以下に比べ0.9mm以上では脱色が弱く1.2 mm径ではほぼ脱色できなかった。また全条件で時間経過とともに脱色が進んだ。この原因は電極径が小さいと強い電界が生ずるためと予想され，脱色効果が表れる閾値が電極径0.7mmと0.9mmの間に存在する可能性を示唆したが，電気分解の生成物や放電時に生ずる電極の金属粒子の影響も考えられる。

3-003

逆問題手法に基づく理論的に脳内へ最も電場が深達する経頭蓋磁気刺激コイルの開発

◎飯野杏菜・伏見幹史・田畑純一・菊池拓真・副島裕太郎（東京大学）・和田真孝・中島振一郎・野田賀大（慶応義塾大学）・関野正樹（東京大学）

経頭蓋磁気刺激（TMS）は，寛解率の向上に向けて，大脳皮質より深部を刺激することへの期待が高まっている。先行研究の手法では，脳への深達度が理論的に最強になるコイルや深部刺激の限界については知り得なかった。そこで本研究の目的は，電磁気学的観点から最強の深達度を持つコイルを導出することである。我々は新たに演繹的アプローチを考案し，まず物理的に最強の深達度を実現する頭部誘導電場を記述した。その後，逆問題手法によりコイル巻線を導出し，3Dプリンタを用いてTMSヘルメットを製作した。導出された巻線形状は左右の側頭部にそれぞれ巻線中心を有すものであり，中心が従来のコイルより下にあることから深部刺激が示唆される。

3-004

2光子ガンマ線の角度相関によるNMR化学シフトを用いたpH計測手法の検討

◎松本 渉・玉井良樹・封 博宇・上木太晟・伏見幹史・島添健次・高橋浩之・関野正樹（東京大学）

MRIやNMRは原子核が持つ磁化を検出し，原子核を取り巻く化学的環境を反映した様々なパラメータを取得する。例えば，化学シフト値はpHに関する情報を提供する可能性がある。しかし，MRIやNMRは感度が比較的低いという問題があった。そこで本研究ではγ線は高感度に検出可能であることに着目し，¹¹¹Inが放出する2本のγ線間の角度相関を用いて，pH変化に応じた¹¹¹Inの化学シフト値の変化を得ることを目的とした。結果としてpHに応じて得られる化学シフト値は大きくなった。これはpH変化に伴って¹¹¹Inの化学形態組成が変わり，¹¹¹Inを取り巻く電子密度を下がったことに起因すると考えた。今後は生体内pHに近いpHを示す核種を選択し，同様の計測の可能性を探る。

3-005

口腔運動検知のためのマウスガード型光学式センサの開発

◎市川健太・馬 一博・飯谷健太・三林浩二（東京医科歯科大学）

発話や食事に伴う口腔周辺の筋肉の活動動態を無拘束かつ連続的に評価することは，心身機能が低下した状態であるフレイルへの発展リスクが高い，オーラルフレイルの予防や改善のために重要である。本研究では，開口時に口腔内に入射する光をフォトトランジスタにて検出することで口の開閉動作を検知する，マウスガード型光学式センサを開発した。本センサは，2層のマウスガード内に封止した無線通信素子により，ワイヤレスに口の開閉状態に応じた電流値を出力・計測可能であった。また，五母音発声時のセンサ出力電流はそれぞれ異なる応答を示したことから，発話認識・補助デバイスとしての活用可能性が示された。

3-006

イリジウム錯体を有するマイクロ流体電気化学発光デバイスの特性評価

◎小林愛佳・笠原崇史（法政大学）

我々はこれまでに，フェニルイソキノリン（piq）配位子を有する燐光性イリジウム錯体と発光補助ドーパントとを混合した溶液を調製し，簡易素子において強い赤色電気化学発光（ECL）を観測している。本研究では，MEMSプロセスにより作成した厚さ5 µmのSU-8流路を酸化インジウムスズ（ITO）陽極とフッ素添加酸化スズ（FTO）陰極で挟んだ構造を有するマイクロ流体ECLデバイスを用いて，赤色燐光溶液の電流密度-電圧-輝度特性を評価した。その結果，直流電圧2 Vから発光し，5.5 Vで90 cd m^-2を超える最大輝度が得られた。さらに，この値は赤色ECLの代表的な材料であるルテニウム錯体の特性に迫るものであることもわかった。この成果は，新たなディスプレイデバイスの発展に寄与すると期待される。

3-007

絶縁型Φ₂級DC-DCコンバータのマトリックス化に向けた並列動作検証

塩野友也・○佐藤宣夫（千葉工業大学）

本報告では，フライバックコンバータにソフトスイッチング技術を適用した絶縁型Φ₂級DC-DCコンバータの並列動作について紹介する。本回路トポロジーは，ZVS/ZDSを満たすことにより高周波動作時に高効率な電力変換制御を実現し，並列動作を満たすことにより高い冗長性や拡張性を得ることができる。また，Φ級スイッチング方式の特徴であるスイッチと並列に接続された高調波共振フィルタにより，スイッチ電圧波形のうち，特定の周波数成分を減衰させることから，スイッチ電圧尖頭値を抑制する。実験結果より，1MHz動作時においてZVS/ZDSを達成した際の出力電圧においては12.1Vを満たし，出力電力は2.9W，電力変換効率は82.6%を達成している。

3-008

積み重ね型ダイスターの開発

岡本賢一郎・○岡本研正・森下和功（京都大学）

2011年に香川大学で発明されたLEDと太陽電池だけからなるダイスターという半導体新デバイスは，従来のトランジスタとは構造も動作原理も全く異なる新型の増幅デバイスである。ダイスターの最大長所は太陽電池の面積とLED数を増やすだけでいくらでも出力を上げられることである。他方，ダイスターの短所はその構成上デバイスが空間的な体積を必要とすることである。今回我々は従来のダイスターの半分の体積で済む積み重ね型のパワーダイスターを考案したので発表する。

3-009

高電気絶縁性DLCコーティングを施した低損失ヨークの開発

◎佐々木皓貴・桒山創太・平栗健二（東京電機大学）・桒原大樹・安中 茂（仲代金属）・林 俊郎（エムスリー・コンサルティング）

近年，カーボンニュートラル実現のために電子機器の省エネルギー要求が高まり，基幹部品であるモータなどの小型軽量化および高機能化の技術開発が期待されている。そこで，本研究ではモータの構成部品であるヨークの小型低損失化に着目した。現在，ヨークは渦電流損を低減するため材料を複数積層させているいが，この絶縁層は数[µm]であるため，渦電流低減効果を向上させるにはさらなる薄膜化が必要である。そこで，この課題を解決するために，高電気絶縁性，耐熱性など優れた特性を有し，膜厚が数十[nm]であるDiamond-like Carbon（DLC）薄膜に注目した。本研究では，試作ヨークの鉄損測定を行ない，珪素鋼板ヨークと比較することでヨーク性能を評価した。

3-010

突入電流を利用した配線探査技術の開発

○佐藤 淳（NTTアノードエナジ―）

近年の少子高齢化社会による人手不足の影響は，電気通信分野でも大きな課題となっている。本論文では，電気通信設備の分野において，電源設備等の更改工事に伴う撤去作業における省人化ツールとして，配線探査への電気的技術（突入電流）の活用と試作機による検証内容を紹介する。

3-011

3Dプリンタ製ミリ波誘電体充填導波管の試作

○松田英昭・伊藤桂一・野坂 肇・西野智路・加藤航雅・田中将樹（秋田工業高等専門学校）・古市朋之・末松憲治（東北大学）

3Dプリンタ（以下3DP）を用いてbeyond 5Gでの需要が見込まれるミリ波部品を安価に製作する方法が注目されている。本研究では3DPで印刷した角柱の表面に無電解ニッケルメッキを施し，誘電体充填導波管の設計・試作を行った。誘電体充填導波管を3DPによって試作し，ミリ波帯でも十分な伝送性能があることを確認できれば，3DPの高い表現力を利用して複雑な導波管回路の試作も安価かつ比較的容易に実現可能となる。今回は提案方法の実現可能性について検証するために試作およびシミュレーションを行ったので報告する。

3-012

5G対応分散アンテナシステムにおけるTDDタイミング検出手法

○杉本雅彦（東芝インフラシステムズ）

携帯システムの5G通信方式では，携帯基地局から端末方向の下り通信と，端末から携帯基地局方向の上り通信を時間的に切り替えるTDD（Time Division Duplex）方式が採用されている。これに伴い，携帯基地局からの電波を光ケーブルで分配して，電波が届かないオフィスビルや地下街などの不感地帯に通信エリアを拡張する分散アンテナシステムでもTDD方式への対応が求められている。今回，携帯基地局からの信号に周期的に存在する5Gの同期信号を検出・復号して，TDDの切替タイミング情報を得るタイミング同期検出手法を開発した。

3-013

ローカル5G電波環境に応じた移動ロボットの適応的経路制御

○西川浩行・吉川正臣・飯田康隆（東芝インフラシステムズ）・高谷 聡・内田大輔・平野竜馬・旦代智哉（東芝）

MEC集約型のシステムでAMR を制御し，運行経路はMECで生成した受信電力マップと位置推定情報に基づき決定し，制御が不安定になる電波の不感地帯を回避する経路制御技術に関する取り組みを行ってきた。しかし，AMRごとに自身が収集した電波情報だけを用いる個別制御では，刻々と変化する荷物の位置や高さの影響による電波環境の悪化をリアルタイムに把握することは難しく，電波の不感帯に立ち入ってしまった場合には制御不能となる。本報告では，複数台のAMRが走行時に取得した電波情報を共有することで電波環境の変化を早期に捉えてリアルタイムに最適な走行経路を決定する手法の提案と，複数のAMRを用いた検証試験の結果を報告する。

3-014

架空送電設備の遠隔監視に向けた通信システムの開発

○宮下充史（電力中央研究所）

少子高齢化に伴う労働人口の減少が進む我が国において，インフラの点検・監視業務を効率化するためには，通信技術を活用した遠隔監視システムの構築が喫緊の課題である。重要インフラである架空送電設備は山間地にも多く敷設されており，必ずしも携帯電話が使える環境ではない。また，このような箇所においては，通信やセンシングのための電源確保も困難である。本稿では，画像を用いたセンシング等，LPWAでは実現が困難である高度な設備監視に向け，高速な自営固定無線を用いた通信システムに対する通信用電源制御による低消費電力化とともに，構築したセンシングシステムについて述べる。

3-015

低電源電圧で動作可能なパルス形カオスニューロンモデルに対する検討

○佐々木芳樹（日本大学）

脳型情報処理システム構築のため，生体ニューロンが持つ優れた情報処理能力の工学的応用を目指した研究が行なわれている。先に我々は，CMOSプロセスで集積回路化可能なニューロンモデルを提案したが，1セルあたりμW級の消費電力が必要であり，また回路構造上の特徴からRails-to-Railsな振幅を持つ高周波数成分を含み，高出力インピーダンスな本モデルのバッファすることは困難である。本本稿では，低消費電力および低周波動作を目的に，0.5V以下で動作可能なP-HCNMの回路構成を提案し，従来と同様の特性を低電圧かつ低消費電力で実現可能であることを明らかにしている。

3-016

Renshaw細胞モデルを用いた筋繊維制御ニューラルネットワークに対する一検討

◎竹内佑樹・佐々木芳樹（日本大学）

近年，四足ロボットの歩行において様々な状況下でも歩行運動可能であることが望まれている。それに対し，CPGによる歩行制御が提案されている。しかし，CPGは筋繊維運動を考慮した歩行パターン制御を行わない。先に我々は，筋繊維制御可能なニューラルネットワークについて提案した。しかし，生理学的な見地に基づく場合，αMNの過剰発火を抑制するため，Renshaw細胞，反回抑制を導入する必要がある。本稿では，Renshaw細胞モデルおよび，αMNの出力に対し反回抑制の構築を行い，動作確認を行った。その結果，αMNの発火状態に応じて，Renshaw細胞モデルおよび反回抑制機能が動作可能であることを明らかにした。

3-017

パルス形ハードウェアカオスニューロンモデルで構成したリザバー層に対する一検討

◎山口明伸・佐々木芳樹（日本大学）

近年，時系列データの並列処理に優れているリザバーコンピューティングが注目されている。先に我々は，P-HCNMを用いて構築したネットワークがリザバー層として用いる検討を行った。しかし，着目する状態をP-HCNMの発火生起確率とした場合，系に信号が伝搬することにより発生するエネルギーの希薄化が観測できず，入力パターンの相違点を抽出することが困難である。本稿では内部ポテンシャルを考慮したP-HCNMによりリザバー層を構築し，任意の入力に対して出力パターンの収束性を有するか，発火生起確率により検討した。その結果，本提案モデルがリザバー層の特性である収束性を有することを明らかにしたので報告する。

3-018

スパイキングニューロン解析用ソフトウェアのためのSTDP学習則実装に関する一検討

◎飯島 楓・佐々木芳樹（日本大学）

近年，ソフトウェアで構築したニューラルネットワークは，リアルタイム処理に多くの電力を消費する。それに対し，アナログ回路で構築するネットワークは，低消費電力での学習が期待できる。しかし，回路シミュレータで動作確認をする際，非線形動作などで計算が複雑化し，解析時間が増加する。先に我々は，スパイキング動作解析に最適化したプログラムを提案した。しかし，学習則を導入していないため，スパイキングパルスによる生体における脳の学習動作を解析できない。本稿では，生理学的に確認が行われているSTDP学習則をプログラムに実装し，ホップフィールドネットワークにより動作確認を行った。その結果，連想想起による学習が可能であることを明らかにした。

3-019

広帯域化と低群遅延特性の両立を目指した薄膜コモンモードフィルタの試作

◎半田 励・伊藤帆俊・曽根原 誠・佐藤敏郎（信州大学）・中山英俊（長野工業高等専門学校）

発表者らは，チップ部品であるコモンモードチョークコイルでは困難なコモンモードフィルタの低背化を主な目的とし，薄膜プロセスで作製可能なMIMキャパシタと結合インダクタから構成される薄膜コモンモードフィルタ（以下，薄膜CMFと記述）を開発している。薄膜CMFはLC共振を利用したフィルタであり，差動モード伝搬帯域が狭帯域であることから，主にアナログ信号用として研究されていた。そこで発表者らは薄膜CMFのデジタル信号への適用を目的とし，広帯域化と低群遅延特性の両立を目指した薄膜CMFを提案し開発を進めている。既に解析上で双方の特性を両立する薄膜CMFが確認された。本発表では薄膜CMFの試作結果について述べる。

3-020

GAによるインターディジタルキャパシタと短絡スタブを用いたCRLH線路型超広帯域フィルタに関する検討

◎石川 陽・平山敦也・大野貴信・谷井宏成（木更津工業高等専門学校）

超広帯域（UWB）通信は2002 年にFCCにより民生利用が許可され，現在も注目を集めている。本研究では，GAによって得られたCRLH線路に基づくインターディジタルキャパシタ（IDC）と短絡スタブを用いてFCCマスクを満足するUWBフィルタを構築し，解析的検討を行う。その結果，通過域の反射特性は−15.3 dB 以下であり，約3.1 GHzから10.6 GHz の通過域が得られていることが確認できる。また遮断周波数付近の特性が急峻であることに加えて阻止域の特性は約25 dB 以下であり，通過域および阻止域の特性においてFCCマスクを満足するCRLH線路型UWBフィルタが得られた。

3-021

タップ結合を用いたCRLH線路BPFにおける減衰極の制御に関する実験的検討

◎平山敦也・石川 陽・大野貴信・谷井宏成（木更津工業高等専門学校）

無線回路の小型化が可能なCRLH線路に関する研究が近年盛んに行われている。また，伝送特性の改善に貢献する減衰極の制御が可能なタップ結合型共振器を用いたフィルタに関する研究が報告されている。本研究ではCRLH線路にタップ結合を適用して通過帯域の低域側及び高域側に減衰極を1つずつ配置したBPFの設計及び試作実験を行う。古典設計理論に基づきタップ結合型CRLH線路BPFを設計した結果，共振周波数よりも低域側及び高域側に減衰極を1つずつ制御可能であり，VNAにより試作したBPFを測定した結果，伝送特性の大部分は理論値と測定値間で同様の傾向を示していることが確認された。