運動中でも心拍を正確に測れるスマートウォッチは、身近なものづくりの部品にも関わってくる。韓国のDGIST（大邱慶北科学技術院）電気工学・コンピューター科学科のJunghyup Lee教授らの研究チームが、体を激しく動かしても心電図や脳波などの生体信号を安定して測れる、超低消費電力のアナログ-デジタル変換器（ADC）の基盤技術を開発した。実際のチップに作り込み、動作を確認した。成果は半導体回路の国際会議ISSCCで発表された。
ADCは、センサーが拾ったアナログの信号を、デジタルの数値に変換する部品だ。心電図や脳波といった生体信号は非常に微弱で、正しく測るにはノイズを抑える必要がある。特に難しいのが、体を動かしたときに皮膚と電極の接触が変わって生じる「動きによる妨害」だ。これが信号のゆがみの主な原因になる。
この妨害を抑えつつ生体信号を測るには、ADCに3つの条件が同時に求められる。ノイズが小さいこと、大きく振れる信号でも受け止められる広い入力の幅を持つこと、そして電池で長く動くよう消費電力が極めて小さいこと。この3つは互いに相反しやすく、両立が難しい。
研究チームは、これらを同時に満たす新しいADCの構成を提案した。ウェアラブル機器で避けられない大きな体の動きがあっても、生体信号を安定して測れるという。チップとして試作し、狙いどおりに動くことを確かめた。
Lee教授は、ウェアラブル環境で避けられない大きな動きの下でも、生体信号の測定に必要な条件を満たすADCの構成を示せたと説明する。ポスドク研究員のGeunha Kim氏は、長時間にわたって生体信号を測り続ける、次世代のウェアラブル機器や医療機器の技術を前進させることに貢献すると期待を述べた。研究は韓国科学技術情報通信部と韓国研究財団などの支援を受けて進められた。