環境有害物質を検知して振動で知らせるウェアラブルパッチを開発(Wearable Patch Vibrates When It Detects Environmental Hazards)

2026-07-24 ノースカロライナ州立大学(NC State)

米国ノースカロライナ州立大学(NC State University)の研究チームは、有害な環境物質を検知すると装着者へ振動で警告するウェアラブルパッチを開発した。デバイスは柔軟な基板上に複数の化学センサーと小型振動アクチュエータを搭載し、有害ガスや揮発性化学物質などが設定濃度を超えると、音や画面表示に頼らず触覚フィードバックで危険を知らせる。視覚や聴覚に依存しないため、騒音の大きい工場や暗所、保護具着用時でも確実に警告を認識できるほか、リアルタイムの環境モニタリングが可能である。軽量・低消費電力で長時間装着できる設計となっており、産業現場、災害対応、消防活動、環境調査など幅広い用途が期待される。本成果は、化学センシングとウェアラブル技術、触覚インターフェースを融合し、作業者の安全性向上と労働災害防止に貢献する新たな個人用環境監視システムを示した。

環境有害物質を検知して振動で知らせるウェアラブルパッチを開発(Wearable Patch Vibrates When It Detects Environmental Hazards)

Wearable, multimodal sensor that detects gaseous, aerosolized, and aqueous environmental toxins and alerts the wearer via unique haptic feedback codes. Image: Baha Erim Uzunoğlu

<関連情報>

人間およびロボット用途向けの触覚通信機能を備えたマルチモーダルウェアラブルセンサー Multimodal, wearable sensors with tactile communication capabilities for human and robotic applications

Baha Erim Uzunoğlu ∙ Oluwatobi Ojuade ∙ Kayla Hepler ∙ … ∙ Charles Dhong ∙ Lilian C. Hsiao ∙ Amay J. Bandodkar

Device  Published:July 24, 2026

DOI:https://doi.org/10.1016/j.device.2026.101245

Highlights

  • A modular, multi-analyte wearable sensor with tactile-based communication capabilities
  • Engineered skin-device interfaces for tailored tactile perception
  • A tactile language for communication with both human and robotic systems

Summary

We demonstrate a multimodal, wearable device with haptics-based communication that enables wearers to perceive environmental hazards through vibrations. The device monitors gaseous, aerosolized, and aqueous contaminants and conveys threshold events via distinct tactile codes. Energy harvesting with low-power sensing methods yields a high-fidelity system with day-long operation. Communication can be extended from humans to robots by engineering a soft electronic skin (e-skin) incorporating an array of transducers embedded in silicone that resolves the temporal structure of the tactile codes. On a quadrupedal robot, the e-skin decodes haptic sequences to trigger adaptive re-routing upon detecting chemical hazards, bypassing the need for wireless communication. Our approach introduces a framework in which chemical awareness is communicated physically rather than electronically, opening opportunities for embodied intelligence, distributed sensing, and human-robot interactions.

0110情報・精密機器
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