(市場調査レポート)「密着型/スマートウェア/フレキシブル生体センサの進展と実用化」
Human Body Electronics (HuBE) 2017

発刊日:2017年12月18日
ページ数:193ページ
税抜価格:500,000円(ハードコピーのみ)/ 550,000円(ハードコピー及び電子ファイル)
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概要

本書は、密着型/スマートウェア/フレキシブル生体センサの進展と実用化に関し、多くの商品化事例、 研究開発事例、サービス事例の分析に技術動向を加え、短期、中期(5 年)の動向を予測したものである。

足元では、アクティブかつ実用的なフレキシビリティを有するデバイス(HuBE+)(注1)がメディカル 及びコンスーマ市場で商品化が活発であり、中期的にもRigid な貼り付け型をHuBE+が置き換えてい く。Textile はスポーツ用途のみならず、使い捨てタイプのウェアの登場で介護・医療用途で拡大が期待 される。これらが、HuBE+やSmart Wear の強いドライブ要因となっている。

貼付け型、HuBE+、HuBE(注1)、Textile に関して、2022 年にはトータルで60M units の市場ポテンシ ャルが見込まれる。Rigid タイプとその発展系である ”Rigid” + ”HuBE+”は2017 年から2022 年 まで年平均成長率CAGR で96%の成長が見込まれる。一方、Textile 型のウェアの着数ではディスポー ザブルを含め2017-2022 のCAGR で78%の成長を見込む。HuBE タイプは、2022 年以降の急拡大が期 待される。

(注1) HuBE+: Flexible Hybrid, Patially Flexible, 数100μm~数mm 厚。HuBE: Flexible & Stretchable, Tatoo, 数μm。 (注2) Flexible Hybrid Electronics :プリンテッドエレクトロニクス技術(によるフレキシブルなサブストレート)と既存の半導体 やMEMS 技術などの組み合わせにより、システムを構成する技術のことを指す。」

目次

1 定義
2 本レポートの調査対象
3 Executive Summary
4 生体センサの概要
    4.1 貼付け型生体センサ 市場拡大の背景
        4.1.1 少子高齢化現象
        4.1.2 医療費の増大
        4.1.3 健康寿命の延伸
        4.1.4 死因の推移
        4.1.5 介護職の人手不足
        4.1.6 少子高齢化社会において拡大する貼付け型生体センサの役割
    4.2 日本政府の医療・ヘルスケア産業に対する取り組み
        4.2.1 厚生労働省「データヘルス計画」
        4.2.2 医療 ICT の促進
        4.2.3 日本国外における医療環境
    4.3 各国の医療保険制度の現状
5 Wearable から密着型・圧着型デバイスへの技術の流れとその背景
    5.1 生体センサにおける Human Interface
        5.1.1 各種生体センサの皮膚とのインタラクション
        5.1.2 生体への影響: 生体適合性
        5.1.3 装着感
        5.1.4 通信: パッシブからアクティブへ
    5.2 Wearable から密着型・圧着型デバイスへの進化の流れ
        5.2.5 "Wearable" to "Human Body Electronics" 象徴的な進化の姿
        5.2.6 HuBE 生体センシングデバイスの現状と将来像
    5.3 Wearable から密着型・圧着型デバイスへ 技術の流れの概要
        5.3.7 Wearable〜HuBE, Textile 全体動向
        5.3.8 貼り付け型: HuBE+ 〜 HuBE 流れ
        5.3.9 Textile 型生体センサの流れ
        5.3.10 Implantable 型の例(参考)
    5.4 貼り付け型・テキスタイル型デバイスの動向
        5.4.1 各デバイスの動向概要
        5.4.2 各デバイスの技術要素とアプリケーション
        5.4.3 IEC ウェアラブルに関する標準化動向
    5.5 貼り付け型:Rigid、HuBE+、HuBE と Textile の代表例
        5.5.4 密着型: Rigid 代表例
        5.5.5 密着型: HuBE+ の代表例、商品・研究動向
        5.5.6 密着型: HuBE 研究開発代表例
        5.5.7 圧着型デバイスの代表例
    5.6 密着・HuBE・HuBE+各タイプの商品化されている計測項目
    5.7 生体計測項目の発展系
        5.7.8 生体センサトランスデューサの例
        5.7.9 生体センシングの新たな計測の検討例
        5.7.10 生体センサの新たな計測の個別検討例:血圧、血糖、におい、体動等
        5.7.11 非侵襲血糖値計測の課題
    5.8 要素技術との関連性 Flexible, Printed, Organic Electronics
        5.8.12 Flexible & Printed Electronics 全体像
        5.8.13 Flexible & Printed Electronics の IoT 応用例
        5.8.14 Human Body Electronics への応用
    5.9 世界のフレキシブル・プリンテッドエレクトロニクス研究開発体制
        5.9.15 米国の動き
        5.9.16 欧州
6 密着型:HuBE、HuBE+/Textile 型 関連研究開発動向
    6.1 密着型:HuBE、HuBE+ デバイス研究開発動向
        6.1.1 HuBE/HuBE+ デバイス研究開発事例
        6.1.2 HuBE 実現のための印刷プロセス研究事例
        6.1.3 HuBE 実現のためのデバイス・材料
        6.1.4 HuBE 実現のための薄膜 Battery, Energy Harvesting
    6.2 Textile 型プロダクツ 商品開発事例
        6.2.1 Textile 型デバイスの計測項目とアプリケーション
        6.2.2 生体センサ応用の Smart Textile 開発事例
7 密着型: Rigid、HuBE+、Textile のプロダクト動向・事例
    7.1 Rigid Products List
    7.2 HuBE+ Products List
    7.3 HuBE
    7.4 Textile Products List
8 密着型/HuBE の主要アプリケーション動向
    8.1 密着型/HuBE, HuBE+, Textile の Wearable device との差別化要素分析
    8.2 HuBE(Tatoo)による差別化と市場の可能性
    8.3 貼り付け型:Rigid, HuBE+, HuBE, Textile のアプリケーション領域
    8.4 アプリケーション分析
        8.4.1 アプリケーション全体像
        8.4.2 アプリケーション分析
        8.4.3 アスリート/フィットネス
        8.4.4 熱中症予防
        8.4.5 生活習慣病 予防/治療
        8.4.6 ストレスチェック
        8.4.7 公共交通機関のドライバ 健康管理
        8.4.8 乳幼児体温 モニタリング
        8.4.9 介護
        8.4.10 見守り
    8.5 IoT、ヘルスケアのビジネスチェーン比較
    8.6 HuBE デバイス サービスプロバイダによるケース
    8.7 認証制度とビジネスモデル
    8.8 HuBE デバイス特有のビジネスモデル
    8.9 生産ビジネスとしての HuBE
9 医療/ヘルスケアサービス
    9.1 生体センサをとりまく社会的トレンド
        9.1.1 米国における HuBE をとりまく社会的トレンド
        9.1.2 欧州における HuBE をとりまく社会的トレンド
    9.2 プロダクトとサービス開発
        9.2.3 ウェアラブル、及び HuBE+を使用したサービスの例
    9.3 遠隔医療に係るサービス
10 HuBE,HuBE+,Textile の市場規模動向
    10.1 市場規模動向を左右する要因まとめ
    10.2 市場規模推移
11 さいごに
図表
    FIG 1 Human Body Electronics 本書の定義
    FIG 2 本レポートの調査対象
    FIG 3 生体センサの短期・中期のトレンド
    FIG 4 Human Body Electronics 2016 Executive Summary
    FIG 5 世界の 65 歳以上人口
    FIG 6 国民医療費推移(厚生労働省統計一覧 国民医療費を基にFRLが作成)
    FIG 7 国民一人当たり医療費/国民所得に対する比率(厚生労働統計)
    FIG 8 健康寿命の定義と平均寿命との差(平成 26年版厚生労働白書より抜粋)
    FIG 9 介護職 人手不足について
    FIG 10 介護に対するイメージと賃金
    FIG 11 ヘルスケア産業に関する日本政府の主な取り組み
    FIG 12 厚生労働省 データヘルス計画の狙い
    FIG 13 MEDIC のねらい
    FIG 14 遠隔医療(オンライン診療)の利点、及びオンラインモニタリングの重要性
    FIG 15 主な国の人口 10,000 人当たりの病院のベッド数
    FIG 16 皮膚とのインタラクション
    FIG 17 Human Inteface 概要
    FIG 18 Human Interface of Biometric Sensor
    FIG 19 装着感による分類:皮膚との接触状態・接触手段
    FIG 20 アクリル系・シリコーン系粘着剤を使用した製品例
    FIG 21 生体用電極構造
    FIG 22 フレキシブル電極 開発実例 1 (Textile)
    FIG 23 フレキシブル電極 開発実例 2 (HuBE)
    FIG 24 フレキシブル電極 開発事例 3 (Implantable)
    FIG 25 フレキシブル電極 開発実例 4 (HuBE, Implantable)
    FIG 26 装着感マトリックス
    FIG 27 BAN/PAN 規格
    FIG 28 NFC 規格
    FIG 29 Wearable" to "Human Body Electronics" 象徴的な進化の姿
    FIG 30 HuBE 生体センシングデバイスの現状と将来像
    FIG 31 ウェアラブルデバイスから HuBE へ の流れ
    FIG 32 HuBE+ 〜 HuBE 流れ−1
    FIG 33 貼り付け型生体センサの薄膜化への技術トレンド
    FIG 34 Textile 型生体センサの流れ
    FIG 35 Implantable Device 研究例
    FIG 36 “Wearable” to “Human Body Electronics” 概要
    FIG 37 “Wearable” to “Human Body Electronics” 技術要素/アプリケーション
    FIG 38 ウェアラブルに関する標準化の動き IEC/TC 124
    FIG 39 密着型デバイス:ユニオンツール
    FIG 40 密着型デバイス:Vital Connect
    FIG 41 “duranta”(イメージワン、リアルデザイン、東北大学)
    FIG 42 TempTraq
    FIG 43 ”FEVER SCOUT” (VivaLink, Inc.)
    FIG 44 HuBE+ BioStamp (MC10)
    FIG 45 Human Body Electronics 代表的な研究事例 (MC10)
    FIG 46 HuBE 代表例 東京大学,山形大学他
    FIG 47 Pi-Crystal
    FIG 48 日本の Printed Electronics 研究団体例
    FIG 49 圧着型の典型 hitoe (発表資料より)
    FIG 50 信州大学次世代バイタルサイン計測技術研究会
    FIG 51 Reat Devices ”MIMO”
    FIG 52 ミツフジ 銀メッキ繊維 AGposs®
    FIG 53 ミツフジの垂直統合戦略
    FIG 54 各デバイスの形態と計測項目
    FIG 55 生体センサの主なトランスデューサ
    FIG 56 生体センシングの新たな検討例
    FIG 57 血圧計測の例
    FIG 58 血糖値計測の例
    FIG 59 におい、汗等の計測例
    FIG 60 Chemiresistive Sensing Technology
    FIG 61 体動・バイタル計測の例
    FIG 62 中赤外レーザによる血糖値測定
    FIG 63 Printed&Flexible electronics (IoT)
    FIG 64 Sensor application (IoT-1)
    FIG 65 PragamatiC Thin Film Temp Label (IoT-2)
    FIG 66 FlexTech Aliance
    FIG 67 OE-A Roadmap for Organic and Printed Electronics Applications 2017
    FIG 68 Holst Centre
    FIG 69 生体適合性に優れたウエアラブルグルコースセンサ
    FIG 70 皮膚呼吸可能な貼り付け型ナノメッシュセンサ
    FIG 71 東京大学、産総研
    FIG 72 東京大学 使い捨てセンサ
    FIG 73 Panasonic: ストレッチャブル回路に電子部品を実装
    FIG 74 Grapene E-Tatoo Sensor
    FIG 75 汗 pH および皮膚温度モニタリング
    FIG 76 Tattoo-Based Iontophoretic-Biosensing System
    FIG 77 スーパーソフトシリコンのパッチ
    FIG 78 flexible, stretchable photonic devices
    FIG 79 グラフェン・トランジスタを使用する THz 周波数のフレキシブル検出器
    FIG 80 Flexible new platform for high-performance electronics
    FIG 81 フレキシブル透明導電膜(Graphene)
    FIG 82 Komura Tech: Flexograhic Printing
    FIG 83 MOLEX: R2R Printing
    FIG 84 Ashahi Kasei: R2R (EB rithography)
    FIG 85 NovaCentrix : R2R、光焼成装置
    FIG 86 Nano Dimension: 3D printer
    FIG 87 3D 印刷によるフレキシブル電子デバイス
    FIG 88 有機 TFT 構成概念図
    FIG 89 パイクリスタルが提供する高移動度有機半導体材料
    FIG 90 NEDO プロジェクト:プリンタブル RFID (2014年)
    FIG 91 NEDO プロジェクト:プリンタブル RFID (2016年)
    FIG 92 三菱化学 Polymer semiconductor design
    FIG 93 超フレキシブル有機フラッシュメモリ
    FIG 94 超薄膜フィルムへの回路形成と搬送のための新たな手法
    FIG 95 導電性ペースト材料の例
    FIG 96 導電性インク材料の例
    FIG 97 Power Paper
    FIG 98 FDK 株式会社
    FIG 99 STMicron
    FIG 100 理研: 超薄膜有機太陽電池
    FIG 101 汗で発電するバイオ燃料シート
    FIG 102 技術開発動向から見た HuBE の実用化時期と仕様
    FIG 103 生体センサ用 Smart Textile のアプリケーション例
    FIG 104 繊維の導電性形成手法例
    FIG 105 BioSerenity “NEURONAUTO”
    FIG 106 密着型デバイス 2017年実績と将来トレンドイメージ
    FIG 107 デバイス形状と新たな意義創出
    FIG 108 密着型, HuBE, Textile とその特徴
    FIG 109 密着型, HuBE, Textile と新アプリケーション領域
    FIG 110 HuBE Application 対象領域
    FIG 111 関連デバイスの計測項目と狙いのアプリケーション
    FIG 112 貼付け型/HuBE 生体センサの主なアプリケーション
    FIG 113 生体センサ アプリケーションマトリクス
    FIG 114 アプリケーション分析:熱中症予防
    FIG 115 アプリケーション分析:ストレスチェック
    FIG 116 アプリケーション分析:公共交通機関のドライバ管理
    FIG 117 IoT ビジネス階層
    FIG 118 IoT デバイス市場のビジネスフロー
    FIG 119 生体センサ系のビジネスフロー概観
    FIG 120 HuBE ビジネスモデル
    FIG 121 認証制度とビジネスモデル
    FIG 122 認証レベルとビジネスの選択
    FIG 123 米国における貼付け型センサを用いたヘルスケアサービス事例
    FIG 124 ウェアラブル機器を使ったサービス事例
    FIG 125 Textile 型センサを使用したサービス事例
    FIG 126 生体センサを使用するサービス事例
    FIG 127 医療・介護データを活用したモデル事業(カナミックネットワーク)
    FIG 128 医療・介護データを活用したモデル事業(アルファシステム)
    FIG 129 遠隔医療による医療/介護/ヘルスケアサービス事例(1)
    FIG 130 遠隔医療による医療/介護/ヘルスケアサービス事例(2)
    FIG 131 HuBE、HUBE+、Textile の市場規模動向
    FIG 132 HuBE、HUBE+、Textile の市場数量比率動向
    FIG 133 Textile のウェアベースによる市場予測
    Table 1 各国の医療医療保険制度(厚生労働省「主要国の医療保障制度概要」その他を基にFRLが作成)
    Table 2 デバイスの形状とインターフェース
    Table 3 救急絆創膏に使用されている粘着剤の種類と特徴
    Table 4 貼付け型生体センサ Passive から Active へ
    Table 5 有機 TFT の研究開発事例
    Table 6 HuBE 開発事例 2016
    Table 7 有機 TFT 実現のための要素技術の達成例
    Table 8 HuBE 実現のためのデバイス・材料開発事例 1
    Table 9 HuBE 実現のためのデバイス・材料開発事例 2
    Table 10 Ultra-thin Primary Battery 商品・開発例
    Table 11 Ultra-thin Re-chargeable Battery 商品・開発例
    Table 12 フレキシブルエナジーハーベスティング研究開発事例
    Table 13 Flexible Electronics 実現のためのセンシングデバイス
    Table 14 生体センサ応用の Smart Textile 開発事例 2016
    Table 15 Textile 素材等開発事例 2016
    Table 16 Rigid 主なプロダクトリスト
    Table 17 HuBE+ 主なプロダクトリスト
    Table 18 Textile 主なプロダクトリスト
    Table 19 アプリケーション毎の要件
    Table 20 米国・日本・欧州における医療環境と生体センサ/サービス開発状況
    Table 21 プロダクトとサービス開発
    Table 22 ウェアラブル/貼付け型/Textile 型センサを使った主なサービス事例
    Table 23 ウェアラブル/貼付け型/Textile 型センサを使った主なサービス事例(モデル事業/実証実験)