「喫」下手裏的無線通信器件，管理自身健康的日子即將到來。日本慶應義塾大學的尾上弘晃教授與電氣通訊大學的菅哲朗副教授等人組成的研究團隊，僅利用金或者越南春捲常使用的米皮等，開發出了可以與體外通訊的生物感測器。到2050年，人們在日常生活中，有望透過與智慧型手機等聯動掌握自己的健康狀態。
利用金或米皮開發的可食用感測器（圖片由慶應義塾大學尾上教授提供）
新開發的感測器由雙層膠囊和天線構成，用以測量腸道細菌的活性度。外側膠囊是標準的腸溶性膠囊，經過胃部後在腸道中溶解。利用米皮製成的内側膠囊可以被腸道細菌分解。腸道細菌活性度越高，被分解的時間就越短。
膠囊内部的基底層上安裝了三條由超薄黃金材料製成字母「C」狀天線。從體外施加電波時會返回特定的訊號。當内側的膠囊被開啟，天線接觸到體液時，發出的訊號會發生變化，由此可以從體外瞭解腸道細菌的活性度。研究團隊已經在類比胃腸的實驗環境中驗證了上述一系列的工作程序。
相關成果已在2022年1月9～13日舉行的國際學會「MEMS2022」上發表。尾上教授強調說：「這是全球首次只使用可食用材料的膠囊型感測器來實施無線通信的。」雖然需要遵守相關法規，但在技術方面，計劃在2～3年内實用化。
目前面臨的挑戰包括如何去除噪音以提高測量精度，進一步實施器件的小型化等。現在，該器件可以測量雙歧桿菌的活性度，但還可以透過改變内側膠囊材料測量其他腸道細菌。該團隊還將與藥物和無線設備企業合作，開發用途和構築試驗環境。
吞服膠囊内鏡拍攝胃腸已付之實用，但還存在難以實施小型化，以及雖爲暫時性的但需要將非食用電子器件吞入腹中等課題，所以還未能廣泛普及。
研究團隊開發的材料中，「以春捲皮爲基礎」（慶應義塾大學的研究生稻見文香）的内側膠囊最終會被人體吸收。充當天線的黃金是不容易被人體吸收的安全物質，如同市面上銷售的金箔酒等。
此次使用的黃金的厚度約爲100奈米（奈米爲10億分之1米），可以降低材料費用。如果採用價格比黃金更便宜且同樣可以食用的「碳糊」等，還有望進一步降低成本。
訊號的收發利用5GHz頻帶電波。採用無線LAN（Wi-Fi）等使用的頻帶是爲了將來與智慧型手機等聯動。
吞嚥感測器後，將智慧型手機貼近腹部即可顯示出腸道環境，還可以向醫療機構發送資料。這些都是研究團隊面向未來的應用設計的。
與人體的「一體化」不斷隊形變換
| 可食用器件的歷史與未來展望 | |
| 2001年 | 以色列Given Imaging公司（現在爲美敦力）的膠囊内鏡透過美國食品藥物監督管理局（FDA）的批准 |
| 2017年 | 蘇黎世聯邦理工學院（瑞士）開發出採用鎂材料的可食用感測器，設想用於實施食品的可追溯性（生產履歷追蹤） |
| 2021年 | 慶應義塾大學等的研究團隊開發出採用金和米皮的可食用感測器，用於檢測腸道細菌的活性度 |
| 2030年前後 | 具備通訊功能的器件實用化，可與智慧型手機的健康APP等聯動 |
| 2050年前後 | 在保健、醫療和農畜牧業等領域，高功能、低成本的可食用器件將廣泛普及 |
電子器件發揮作用的場所並不僅侷限於胃和腸道。在連接大腦和機器的「腦機介面（BMI）」領域，美國特士拉的執行長（CEO）埃隆·馬斯克創立的Neuralink公司正在開發無線嵌入式晶片和手術機器人。
「智慧隱形眼鏡」可以在小小的鏡片上顯示影像和文字，有望與AR（強化現實）實施融合。與日本Menicon公司開展合作的美國初創企業Mojo Vision開發的產品已經具備聯網功能。
繼2010年代實施普及的智慧型手機之後，智慧手錶和無線耳機等可穿戴終端機的市場也在不斷擴大。使用電子器件的場所正穩步接近人體，「一體化」正在推進之中。
爲了未來的實用化和全面普及，有必要進一步等比縮小適合嵌入活體內的尺寸，以及確保安全。由於這些器件處理的是個人的人體資料，還需要制定隱私保存制度和針對網路攻擊的對策等。在提高器件性能的同時，還需要開發緩解客戶擔憂的技術。
日文：龍元秀明、《日經產業新聞》，2022/01/14
中文：JST客觀日本編輯部
