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部門長挨拶

理学部第一部 応用物理学科 准教授 木下健太郎

背景

2013年米国で,数兆個を超える全てのモノにセンサノードを貼り付け,情報収集し,情報科学を利用することで豊かで安全な社会を実現する「トリリオンセンサ構想」が提案されました. 現在日本では,物流の超効率化に向けて,2025年までにコンビニの全商品に電子タグを取り付ける「コンビニ電子タグ1000億枚宣言」(経済産業省)が推進されています.

このような貼付型・バラマキ型センサノードは,環境に溶け込むという意味で「アンビエントデバイス」と呼ばれ,ポストスマホとして大きな市場形成が期待されています.

我々が目指すもの

アンビエントデバイスは,軽量・柔軟・安価である必要があるため,基板も含めた全物質を有機材料や有機・無機ハイブリッド材料で構成する必要があります. 本部門では,アンビエントデバイスの大量普及時代を見据え,アンビエントデバイスに関わる材料物性制御・デバイス創製・取得データ解析の研究を実施し,社会実装を目指します.

研究開発の内容

アンビエントデバイスの応用例として,我々は次世代物流のセンサ付きRadio frequency identifier (RFID) タグを想定しています. 近年急増する大型商業施設,e コマースの拡大,そしてグローバル化による物流サービスの拡大に対して,従来の物流システムの破綻が顕在化し始めているため,次世代の物流の仕組み開発が急務です. 輸送形態に関するニーズも多岐に渡り,食品・薬品・精密機器などの品質と価値を損なわない輸送を実現するため,低温やショックフリー環境における物流技術への需要が高まっています. 革新的有機半導体デバイスによるセンサ付きRFID タグを創製し,それを用いた新たな自動データ収集技術が確立されれば,高効率・安全・安心な物流サービスが実現され,社会へのインパクトは極めて大きいといえます. 「低環境負荷かつ低コストのセンサノードを実現」するために,材料物性を精緻に制御することによりセンサノードの構成デバイスを構築します. センサノードに搭載されるデバイスは目的に応じて異なりますので,例えば将来の物流に用いるセンサノードには,加速度センサ・温度センサ・RF 送受信アンテナ・トランジスタ・メモリ・電源、が必要となります. 各デバイスの基板も含め,デバイスを有機物或いは有機・無機ハイブリッド材料で構築することで,低環境負荷のセンサノードを実現します. また,技術の普及には製造コストを無視することは出来ません. 従来のセンサノードの1/100 の価格(1 円/ センサノード)を達成するため,低コストの作製プロセスと材料の低コスト化を追求します.