直径約8mmの錠剤型、部品原価は100円以下に

東北大学の中村力研究室と慶應義塾大学の仰木裕嗣研究室は、「SEMICON Japan 2018」（2018年12月12〜14日、東京ビッグサイト）のSPORTS×IoTコーナーで、錠剤型の「飲む体温計」を展示した。胃酸で発電したエネルギーで動作するため、有害なボタン電池を使わなくて済む。

基礎体温（深部体温）は、健康状態をチェックするための重要な指標の1つといわれている。深部体温とリズム（体内時計）を正確に把握し調整することで、運動能力や集中力の最大化につながることも報告されている。ただ、深部体温は安静状態での測定が条件となるため、一般的な体温計などでは継続的にモニターすることは難しかったという。

そこで研究プロジェクトグループは、睡眠中に深部体温を測定できる、安全で安価な錠剤型の飲み込みセンサーを開発することにした。具体的には、胃酸で発電する電池を構成し、発生した電圧を昇圧してコンデンサーに蓄電する。このエネルギーを使って深部体温を測定し、このデータを一定の間隔で体外機に無線通信する仕組みである。

試作した錠剤型センサーのカプセル外観

試作した錠剤型センサーの外形寸法は、直径が約8mm、厚み約5mmである。内部には温度センサー、PICマイコン、4個のコンデンサーなどが実装されている。錠剤型センサーを口から飲み込むと、胃部を通過する約30分の間に発電と充電を行い、約10時間で体外に排出される。充電したエネルギーで、データを30分に1回測定し、外部への無線通信が可能だという。

外部への無線通信は、体内吸収が極めて少ない10MHzの周波数帯を利用する。外部のループアンテナをベッドの敷き毛布などに内蔵しておけば、就寝時でも容易に測定データを収集することができる。体内のカプセルと外部アンテナは50〜60cm離れても十分に通信可能だという。運動中に測定した体温データの収集には、体に貼り付けるタイプや腕時計タイプのアンテナなどを想定している。

研究プロジェクトでは、個人が日常生活で気軽に使えるよう、購入コストも重視している。「安価な部品や実装技術を用いることで、部品原価を100円以下に抑えたい」（中村力氏）と話す。

現在、試作した飲む体温計を用い、動物での実験を重ねている。今後は人間への適用も検討する。さらに、開発した技術をベースに、pH（水素イオン指数）や圧力、血液センサーなど、温度以外のセンサーを搭載したハイエンドモデルの設計も行う計画である。