IoTデバイス・XR応用を見据えたフレキシブル熱電変換デバイス/ペルチェ素子技術

第1部 高密度実装技術によるフレキシブル熱電変換デバイスの作製と電源・温度制御技術

(2021年6月16日 13:00〜14:30)

　CPS (サイバーフィジカルシステム) の技術開発によりSociety 5.0は実現する。CPSを実現するには、数千億個以上のIoT機器が社会実装される。そのためには、メンテナンスフリー、低価格、超軽量、超小型、高性能な電源の開発が要求される。我々の環境下の温度差から電力として供給することが出来る小型熱電変換デバイスが要求されている。 　また、CPSにおいて、サイバー空間で最適化されたデータがフィジカル空間へ戻る際、情報端末までのデータ移送は技術開発が進んでいるが、端末から人間へ (ラスト・ワン・センチ) の情報伝達が課題となっている。温度を時空間に制御することで、ヒトのアウェアネスを刺激するヒューマンマシンインタラクション技術開発が注目されている。 　これらの背景から、我々の研究グループでは、高密度実装技術を利用した熱電変換デバイスを開発している。本講演では、熱 (温度差) から電気を生み出す技術開発と、温度を時空間で精密に制御する技術を紹介する。

1. 背景
2. Society5.0とCPS (サイバーフィジカルシステム) 、IoT機器
3. IoT用小型熱電変換デバイス実装技術と自律分散型電源システム
4. 熱電変換の原理
5. チップマウンティング法による半導体高密度実装技術
6. 熱電変換の原理とチップマウンティング法による半導体高密度実装技術
7. デバイスの出力特性
8. エネハベデバイスの技術課題
9. 熱電変換デバイスの性能と電力特性の最適化
10. 接合界面の信頼性・耐環境安定性試験
11. 接合界面の信頼性・耐環境安定性
12. 熱電変換デバイスの総合的小型化と熱制御設計
13. 新規メディアデバイスによる認知性の拡大
14. 柔らかい小型軽量熱電変換デバイス (ペルチェ素子)
15. 温度の精密制御 (時間・空間)
16. 柔らかいペルチェデバイスの応用
• 質疑応答

第2部 ペルチェ素子を利用した温冷感覚の再現技術とフレキシブルデバイス・XR応用への展望

(2021年6月16日 14:45〜16:15)

　快適な温熱環境を実現し健康な生活を実現するため、またXR技術における臨場感向上のために、温冷感覚の再現技術が注目されている。特にペルチェ素子は、表面温度の電気的な制御が可能であるため、広く用いられている。 　本講演では、ペルチェ素子を用いて温冷感覚を再現する方法とその応用、および人の知覚特性に基づく効率化について概説する。

1. 人の温冷感覚
   1. 温冷感覚の役割
   2. 温冷感覚の知覚メカニズム
      1. 生理学的知見
      2. 時空間特性
      3. 多感覚相互作用性
2. ペルチェ素子を用いた温冷感覚の再現
   1. 皮膚表面温度の制御
   2. 温熱的快適性への応用
   3. XR技術への応用
      1. 触質感の再現
      2. 臨場感の向上
      3. 遠隔コミュニケーション
3. 温冷感覚の再現の効率化
   1. 時空間的な知覚特性の活用
   2. 多感覚相互作用性の活用
• 質疑応答