“吃”下手里的无线通信器件，管理自身健康的日子即将到来。日本庆应义塾大学的尾上弘晃教授与电气通信大学的菅哲朗副教授等人组成的研究团队，仅利用金或者越南春卷常使用的米皮等，开发出了可以与体外通信的生物传感器。到2050年，人们在日常生活中，有望通过与智能手机等联动掌握自己的健康状态。
利用金或米皮开发的可食用传感器（图片由庆应义塾大学尾上教授提供）
新开发的传感器由双层胶囊和天线构成，用以测量肠道细菌的活性度。外侧胶囊是标准的肠溶性胶囊，经过胃部后在肠道中溶解。利用米皮制成的内侧胶囊可以被肠道细菌分解。肠道细菌活性度越高，被分解的时间就越短。
胶囊内部的基板上安装了三条由超薄黄金材料制成字母“C”状天线。从体外施加电波时会返回特定的信号。当内侧的胶囊被打开，天线接触到体液时，发出的信号会发生变化，由此可以从体外了解肠道细菌的活性度。研究团队已经在模拟胃肠的实验环境中验证了上述一系列的工作过程。
相关成果已在2022年1月9～13日举行的国际学会“MEMS2022”上发表。尾上教授强调说：“这是全球首次只使用可食用材料的胶囊型传感器来实现无线通信的。”虽然需要遵守相关法规，但在技术方面，计划在2～3年内实用化。
目前面临的挑战包括如何去除噪声以提高测量精度，进一步实现器件的小型化等。现在，该器件可以测量双歧杆菌的活性度，但还可以通过改变内侧胶囊材料测量其他肠道细菌。该团队还将与药品和无线设备企业合作，开发用途和构筑试验环境。
吞服胶囊内镜拍摄胃肠已付之实用，但还存在难以实现小型化，以及虽为暂时性的但需要将非食用电子器件吞入腹中等课题，所以还未能广泛普及。
研究团队开发的材料中，“以春卷皮为基础”（庆应义塾大学的研究生稻见文香）的内侧胶囊最终会被人体吸收。充当天线的黄金是不容易被人体吸收的安全物质，如同市面上销售的金箔酒等。
此次使用的黄金的厚度约为100纳米（纳米为10亿分之1米），可以降低材料费用。如果采用价格比黄金更便宜且同样可以食用的“碳糊”等，还有望进一步降低成本。
信号的收发利用5GHz频带电波。采用无线LAN（Wi-Fi）等使用的频段是为了将来与智能手机等联动。
吞咽传感器后，将智能手机贴近腹部即可显示出肠道环境，还可以向医疗机构发送数据。这些都是研究团队面向未来的应用设计的。
与人体的“一体化”不断发展
| 可食用器件的历史与未来展望 | |
| 2001年 | 以色列Given Imaging公司（现在为美敦力）的胶囊内镜通过美国食品药品监督管理局（FDA）的批准 |
| 2017年 | 苏黎世联邦理工学院（瑞士）开发出采用镁材料的可食用传感器，设想用于实现食品的可追溯性（生产履历追踪） |
| 2021年 | 庆应义塾大学等的研究团队开发出采用金和米皮的可食用传感器，用于检测肠道细菌的活性度 |
| 2030年前后 | 具备通信功能的器件实用化，可与智能手机的健康APP等联动 |
| 2050年前后 | 在保健、医疗和农畜牧业等领域，高功能、低成本的可食用器件将广泛普及 |
电子器件发挥作用的场所并不仅局限于胃和肠道。在连接大脑和机器的“脑机接口（BMI）”领域，美国特斯拉的首席执行官（CEO）埃隆·马斯克创立的Neuralink公司正在开发无线嵌入式芯片和手术机器人。
“智能隐形眼镜”可以在小小的镜片上显示图像和文字，有望与AR（增强现实）实现融合。与日本Menicon公司开展合作的美国初创企业Mojo Vision开发的产品已经具备联网功能。
继2010年代实现普及的智能手机之后，智能手表和无线耳机等可穿戴终端的市场也在不断扩大。使用电子器件的场所正稳步接近人体，“一体化”正在推进之中。
为了未来的实用化和全面普及，有必要进一步缩小适合嵌入体内的尺寸，以及确保安全性。由于这些器件处理的是个人的人体数据，还需要制定隐私保护制度和针对网络攻击的对策等。在提高器件性能的同时，还需要开发缓解用户担忧的技术。
日文：龙元秀明、《日经产业新闻》，2022/01/14
中文：JST客观日本编辑部
