近年、エクササイズ機器として活用されることが増えたEMS(=Electrical Muscle Stimulation、筋電気刺激)。運動神経を通じて、筋肉に「動け」と指令する脳の動きにかわって、筋肉に直接電気を流すことで収縮・弛緩させる仕組みだ。ソニーとシカゴ大学の共同研究チームは、この仕組みを利用して、人間の反射神経が向上したかのように感じさせるウェアラブルデバイスを現在開発中だ。

人間の平均的な反射反応時間は約250ミリ秒（4分の1秒）と言われているが、このデバイスを装着することによって反応を200ミリ秒前後にまで縮められると同チームはコメントしている。

つまり、脳が筋肉を動かすように指令を出し、伝達されるまでに約50ミリ秒かかっているということ。実際は脳の指令によって筋肉を動かしているはずなのに、さも自分の意志で身体をコントロールしているかのように錯覚してしまうのは、「意図」と「行動」の間に存在するこの約50ミリ秒の仕業ではないかというのが彼らの持論でもある。

ちなみに、通常の反応時間よりも80ミリ秒短縮しても、「自分自身のコントロールで身体を動かした」と認識するとの研究結果も出ているそうだ。

現在、ウェアラブルEMSの一般化には至っていないが、超人的な反射神経を実現し得るのだとすれば、この技術の発展に期待しないわけにはいかない。

プラスアルファの能力を備えようとすると、現段階ではパワードスーツやロボットアームなど、アイテムを「装着」する感覚がつきものだが、これからは、あるがままの姿に寄り添うような形での身体拡張が身近になっていくのかもしれない。

［TOP動画引用元：https://youtu.be/1BT8REEJibM］

近年、海外などでも開発に拍車がかかる皮膚貼り付け型の計測機器は、ここ日本でも研究が進められている。理化学研究所は2018年9月、東京大学の研究チームと共同で「皮膚貼り付け型心電計測デバイス」を開発したと発表した。この研究が進めば、心電図を無意識のうちに計測することが可能となる。

医療機器の開発現場では今、日常の状態を計測できる機器の開発が目覚ましい。心拍計、心電計、血圧計の機能を搭載したスマートウォッチ、アクティブトラッカーのような日常使いできるアイテムから、在宅看護・介護や遠隔医療などに対応するものまで、トレンドは “ウェアラブルな計測” といったところだろうか。今後、更なる小型化、軽量化が予想されるが、理化学研究所が東大との共同チームで開発したのはなんと、皮膚に貼り付ける心電計測デバイス。しかも外部電源が必要のない超薄型有機太陽電池で駆動する画期的な代物だ。

同チームは、髪の毛の厚さよりもはるかに薄い1マイクロメートルの超薄型の基板上に透明電極、電子輸送層、半導体ポリマー層、正孔注入層などを規則正しく重ねる技術の開発に成功、同時に、光の入射角度による発電効率の低下を抑える研究も進め、これらの技術を合せることで、太陽電池のエネルギー変換効率を10.5％まで引き上げることに成功した。

ナノグレーティング構造を持つ超薄型有機太陽電池の構造 （理化学研究所提供）

この研究成果を基に、外部電源なしに駆動させることができる心電計測デバイスを開発したのだ。皮膚に密着させることで長時間安定的に生体情報をモニタリングし続けることが可能になる。今回は心電計測デバイスを搭載したが、超薄型有機太陽電池を応用すれば、他の計測にも使えそうだ。着けていることを忘れるほどの薄さと小ささで、人体への装着時の負荷が軽減されるほか、バッテリー交換の煩わしさもなくなるため、まさに次世代を担うセンサーデバイス開発の相棒として期待されている。もはやつけていることさえ忘れてしまいそうなウェアラブルなデバイスは、無意識的に心電や心拍、他の生体情報を取得するものとして、実用化の日が近づいている。

（画像提供：理化学研究所）