研究テーマ/TN のバックアップソース(No.2)

* ウエアラブル・ネットワークTextileNet [#a662d128]

** コンセプトと概要 [#l49c9702]

コンピュータを身につけるウエアラブルコンピュータや、 身の回りのあらゆるものにコンピュータが存在する ユビキタスコンピュータの世界は、コンピュータシステムの 新しい可能性を秘めています。 しかしこれらのシステムでは、
- 電源の供給方法
- 相互通信の方法
が、常につきまとう問題として存在します。無線通信を使うとすると電源供給を稼働時間が有限な バッテリに頼るか、あるいは別途有線で行う必要があります。
逆に有線で通信と電源供給を行うとすると、ケーブルの引き回しが 厄介な問題になります。 

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衣服や壁面は平面で、表と裏の2面があることに着目し、 導電性布などの平面電極を表と裏に使い、 そこにデバイスをとりつけるシステム''TextileNet''を提案しています。 

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TextileNetでは、電源と通信が、2面の平面電極に重畳して 行われるため、通信路の確保と電源供給という2つの問題を 根本的に解決することができます。 

** 実装 [#v5564628]

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1つの電力源(バッテリ)と、そこからの電力供給を制御する PowerSupplyUnitと、衣服上に存在する、複数のCommunicationUnitから なります。CommunicationUnitは、以下の機能をもちます。
- PowerSuppyUnitから電力供給を受ける(現行:3V / 3W程度)
- 1バイト単位の送受信(ブロードキャスト型)
このCommunicationUnitに、用途にあわせたデバイスを 装着することができます。

** 試作デバイス(CommunicationUnit) [#g9d987af]

- 第1世代デバイス(20mm x 20mm)
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- 第2世代デバイス(10mm x 10mm)
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- 第3世代デバイス(6mm x 6mm)
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***技術仕様 [#fd1bde2b]

- 電源方式: 降圧型スイッチングレギュレータ, 3V / 3W
- 制御マイコン: C8051F300 (24.5MHz, SiliconLaboratories)
- 通信レート: 9600bps (現行)

** 試作デバイス(PowerSupplyUnit) [#wd72280b]

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** デモシステム [#hb197340]

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構成デバイス:
- 光センサデバイス(2個) → 2色LEDデバイス
- PC通信(RS232C)デバイス → 7セグメントLEDデバイス

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** 発表文献 [#ke95c2a6]
- 戸田真志・秋田純一, 「空間自由度の高いネットワーク基盤に関する検討」情報処理学会研究報告(2004-HI-107), Vol.2004, No.14, pp.27-32, 2004.2.
- 戸田真志・秋田純一, 「TextileNet:ユビキタス環境のためのセンサ・アクチュエータ接続方式」, インタラクション2004論文集, pp.247-248
- 秋田純一・戸田真志, 「TextileNet: ウェアラブルコンピュータ向けネットワーク基盤システム」インタラクション2005論文集, pp.235-236, 2005.3.
- M.Toda, J.Akita, K.Iwata, "Flexible Network System for Ubiquitous Computing Using Fabric Material", Proc. of Korea-Japan Joint Workshop on Ubiquitous Computing & Networking System 2005(情報処理学会研究報告, 2005-UBI-8), pp.173, 2005.6.
- 新村・村上・秋田・戸田, 「給電機能をもつネットワークシステム向け導電性衣服の電気的特性の評価」情報処理学会研究報告, 2006-UBI-10(42), pp.245-249, 2006.2.
- 村上・矢尾・秋田・戸田, 「導電性衣服を用いた給電機能をもつネットワークシステムの基礎検討」情報処理学会研究報告, 2006-UBI-10(43), pp.251-256, 2006.2.
- 荒井・戸田・秋田・岩田, 「導電布を用いたウェアラブルデバイスの機能再構成に関する検討」情報処理学会研究報告, 2006-UBI-10(52), pp.293-298, 2006.2.
- J.Akita, T.Shinmura, T.Murakam, M.Yao, M.Toda, Flexible Network System for Wearable Computing Using Conductive Fabric, Proceedings of 2006 International Workshop on Future Mobile and Ubiquitous Information Technologies (FMUIT'06), 3-3, 2006.5.
- J.Akita, T.Shinmura, T.Murakami, M.Yao, M.Toda, Flexible Network Infrastructure for Wearable Computing Using Conductive Fabric and Its Evaluation, The 6th Int. Workshop. on Smart Appliances and Wearable Computing, in Conjection with The 26th Int. Conf. on Distributed Computing Systems (ICDCS2006) (CD-ROM), 2006.7.
- 矢尾真理子・村上知倫・秋田純一・北川章夫, 導電性衣服を用いたウェアラブルネットワークにおける輻輳制御機構の検討と実装, 平成18年度電気関係学会北陸支部連合大会, C-28, 2006.9.
- 秋田純一・新村達・村上知倫・戸田真志, 空間配置自由度が高いウェアラブルコンピュータ向けネットワークシステム, 情報処理学会論文誌, Vo.47, No.12, pp.3402-3413, 2006.12.
- J.Akita, T.Shinmura, T.Murakami, M.Yao, M.Toda, TextileNet: Flexible Network Infrastructure for Wearable Computing Using Conductive Fabric, International Transactions on Systems Science and Applications, Vol.1, No.2, pp.201--205, 2006.12.
- 戸田真志・秋田純一・櫻沢繁・岩田州夫, TextileNet:導電性衣服を用いたウェアラブルネットワークシステム, 繊維機械学会誌, Vol.60, No.3, pp.12-17, 2007.03.
- 秋田純一・村上知倫・戸田真志, ウェアラブルコンピュータ向けの導電性衣服上の電力重畳通信回路, 電子情報通信学会技術報告, Vol.107, No.163, ICD2007-64, pp.159-164, 2007.7.
- 戸田真志・秋田純一・櫻沢繁・岩田州夫, 導電性衣服を用いたウェアラブルネットワークとその可能性, MATERIAL STAGE, Vol.7, No.9, pp.96-101, 2007.12.
- T.Murakami, J.Akita, M.Toda, Power Line Communication Transceiver on Conductive Wear for Wearable Computing, International Transactions on Systems Science and Applications, Vol. 4, No. 3, pp. 287-291, 2008.10.

* 高精度筋電計測への応用 [#oee9f448]

導電布によって、人体表面に低抵抗・大面積でアースを取ることが可能となり、 表面筋電位の計測を極めて高精度に行うことができます。 将来的には、上記の通信システムと融合し、高精度・ケーブルレスの 筋電計測システムが可能となり、ユーザインタフェースなどへの 応用が期待されます。 また布そのものを電極と用いるユーザインタフェースへの 展開も進めています。

** 発表文献 [#lbf5218f]
- M.Toda, J.Akita, S.Sakurazawa, K.Yanagihara, M.Kunita, K.Iwata, Wearable Biomedical Monitoring System Using TextileNet, Proceedings of ISWC2006, pp.119-120, 2006.10.
- 新村達・秋田純一・櫻沢繁・戸田真志, 導電性衣服を用いた高精度・多チャンネル筋電位測定システム, インタラクション2007論文集, pp.51-52, 2007.3.
- 櫻沢繁・秋田純一・戸田真志・岩田州夫, 内的身体情報の芸術的表現にむけたウエアの開発, エンタテインメントコンピューティング2006論文集, ,p91-92, 2006.
- 新村達・秋田純一・櫻沢繁・戸田真志, 導電性衣服を用いた高精度・多チャンネル筋電位測定システム, 情報処理学会誌, Vol.48, No.12, pp.3784-3792, 2007.12.
- J.Akita, T.Shinmura, S.Sakurazawa, K.Yanagihara, M.Kunita, M.Toda, K.Iwata, Wearable Electromyography Measurement System using Cable Free Network System on Conductive Fabric, Artificial Intelligence in Medicine, Vol.42 No.2, pp.99-108, 2008.2.
- 戸田真志・秋田純一・大江瑞子, 導電性布素材を用いた「着るピアノ」の実現, エンタテインメントコンピューティング2008予稿集, pp.131-134, 2008.10.
- 国田美穂子・櫻沢繁・秋田純一・戸田真志・中村 裕一, 筋活動の可視化にむけたEMG-光変換モジュール“EMG-Light”の開発, エンタテインメントコンピューティング2008予稿集, pp.135-136, 2008.10.

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