尿を使って発電、おむつ交換を知らせるバッテリレス尿失禁センサを開発

　2019年1月に東京ビッグサイトで開催された”nano tech 2019”で、nano tech 大賞 ライフナノテクノロジー賞に「尿を電解質として用いることで電池レスのセンシングが可能なおむつセンサシステム」が出展され、生活に密着した着眼点で実用的なデバイスを開発した点を賞す、とあった。
　発表者は、立命館大学理工学部電子情報工学科部教授道関隆国、特任助教田中亜実の研究グループ（論文は、2011.12.21）。
　育児・介護分野におけるセンサーネットワークの現状
　センサーネットワークの応用分野の１つに育児・介護があります。特に、病院等で行われている高齢者介護では、介護者が定期的に被介護者のおむつの状態を確認し、おむつの状態に応じておむつの取り替えを行っていました。被介護者の各おむつに尿もれセンサーを取り付け、センサーネットワークで各おむつの状態を把握できれば、介護者の不要な確認作業の負担を軽減でき、また、被 介護者の尿漏れによる不快感を軽減できます。し かしながら、既存の尿漏れセンサーは、電源コードが必要で被介護者の動作を束縛する問題や、無線型の尿漏れセンサーでは尿検出および無線に電池が必要で電池交換の必要性や小型化できない問題がありました。
　尿発電電池を用いた従来の尿漏れセンサーシステムの問題点
　前回（2009年11月）開発した電池不要のワイヤレス尿漏れセンサーシステムで、人間の尿で発電する尿発電電池を用いることにより、発電の有無で尿漏れ検出を行うとともに、得られた電力で送信機を駆動することにより、無線での尿漏れ検出を可能にしました。しかしながら、本システムでは、尿発電センサーをおむつに直接組み込もうとすると、センサーは小型ながら厚くて固く、尿発電電池のみをおむつに組み入れようとすると外部送信機とをつなぐ配線が必要になりました。
　おむつ用尿漏れセンサーの開発
　今回試作したおむつ用尿漏れセンサーは、おむつに適した尿発電電池として、フレキシブル・プラスチックシート上にアルミ電極シートと二酸化マンガンシートを張り合わせたフレキシブル尿発電電池(以下、フ レキシブル電池と呼ぶことにします)を開発しました。
　フレキシブル電池の長さは約30cm で、幅 は 9 mmです。特に、電池が尿の吸収を妨げないように、フレキシブル電池の幅を１cm 以内に設定しました。また、フレキシブル電池とおむつの外側の送
信機を直接接続することにより配線部をなくしました。
　開発した技術の特徴
　フレキシブル電池の電極側をおむつの吸収材側に向けて配置することにより、更には、おむつをはいた状態のときにフレキシブル電池が曲げられるとフレキシブル電池にかかる応力で電極と吸収材が密着するため、電池の発電電力が向上することを実証しました。また、電池の電極を送信機のアンテナのグランド面に活用することで、送信機の放射電力が向上することを実証しました。
　おむつ用尿漏れセンサーシステム
　おむつ用尿漏れセンサーと受信機からなる尿漏れセンサーシステム。人工尿80 cc(赤ちゃんの１回の平均排尿量)をおむつに投入した場合、5 m 離れた受信機におむつの ID付き尿漏れ情報を間欠的に送信し続けることに成功しました。
　活用例・応用例
　　（2016年10月には特許を共同出願）
　　高齢者の尿失禁治療への活用
　　介護現場でのおむつ交換時期の自動検知
　　小児の夜尿症治療に用いられる夜尿アラーム

　今日の天気は、小雨～曇り。昨日は一日中雨だった。畑へ良いお湿りとなった。沢山の作物やお花の芽が出て育つ。
　散歩道の沿い、”ヒメライラック”に花が咲き出した。花の近くに寄ると、とても良い香りがする。名（ヒメライラック）の如く、”ライラック”より花も房も小振りで木も小さい。和名は”ハシドイ”（ライラックと同属）より小さい（低木）ので”チャボハシドイ（矮鶏丁香花）”。
　モクセイ科だから香りも花形も”キンモクセイ（金木犀）”に似ている。花色は違うけど、「春の金木犀」と呼ぶ方がいる。
　ヒメライラック（姫ライラック）
　別名：矮鶏丁香花（ちゃぼはしどい）
　学名：Syringa microphylla
　モクセイ科ハイドイ属（シリンガ属）
　落葉低木、丈は1～1.5m位
　原産地は中国北部･東北部
　開花時期は4月～6月
　花は先が4裂したラッパ形
　この小花が密に付いている
　花色は薄紅～濃紅色を見かけるが、白・青・紫色種もある
　葉は円形に近い広楕円形で、葉柄を持ち枝に十字対生する