電子回路が自ら動き、つながり、外れる技術を開発

• 薄膜電子デバイス（※1）は、軽く柔らかい一方で、部品の交換や機能追加が難しいという課題がありました。
• これまで進めてきた「動く薄膜電子デバイス」技術を基盤に、自ら接続・切り離しできる機械・電気一体型ドッキング（※2）機構を開発しました。
• 将来、センサーやグリッパーなどを自身で交換できる薄膜ロボットや、組み替え可能なウェアラブルデバイスへの応用が期待されます。

　スマートフォン、ウェアラブルセンサー、医療用デバイスなど、電子デバイスはますます薄く、軽く、柔らかくなっています。一方で、薄膜電子デバイスでは、必要に応じて部品を交換したり、別の機能を持つモジュールを接続したりすることが難しいという課題がありました。
　九州大学大学院システム情報科学研究院の佐々文洋准教授、大学院システム情報科学府修士課程の内間駿介氏（研究当時。現キオクシア株式会社）らの研究グループは、電子回路を備えた薄膜電子デバイスがロボットのように動き、自ら接続・切り離しできるドッキング機構を開発しました。
　研究グループはこれまで、動く構造と電気回路を薄いフィルム上に一体化する「Kinetic Electronics（※3）」という技術を進めてきました。今回の研究では、この技術を基盤として、薄膜電子デバイス同士を機械的にも電気的にも接続し、必要に応じて切り離せる仕組みを新たに開発しました。
　電気を流すとフィルムが曲がり、別のフィルム状モジュールをつかみます。接続後は、電源を切ってもつながった状態を保つことができます。さらに、接続部分を通じて電気を送り、相手側の薄膜モジュールを動かすことにも成功しました。
　開発した機構は5〜12 Vで動作しました。分離型モジュールでは平均0.43 Wで接続動作を行い、最大618 mgf、すなわち6.1 mNの保持力を示しました。これは、同程度の大きさ・重さの薄膜機能モジュールを支えるための基礎的な性能を示すものです。
　今回の成果は、薄膜電子デバイスを「作って終わり」の一体型デバイスから、必要な機能を後から組み替えられるモジュール型デバイスへ発展させるための基盤技術です。将来的には、薄膜ロボット、ウェアラブルセンサー、医療・バイオ計測用の柔らかいデバイスなどへの応用が期待されます。
　本研究成果は、国際学術誌「npj Flexible Electronics」に2026年7月17日（金）（現地時間）に掲載されました。

電子回路は、普通は「動かないもの」と考えられています。私たちはこれまで、電子回路を備えたフィルム自体が動く技術を進めてきました。今回の研究では、そのフィルムが相手をつかみ、電気を渡し、また離れる仕組みを実現しました。将来は、センサーやロボット部品を状況に応じて組み替えられる、生き物のような電子システムにつなげたいと考えています。（佐々文洋）

（※1）薄膜電子デバイス
…薄いフィルムの上に電子回路やセンサーなどを作り込んだデバイス。軽く、曲げやすく、肌や柔らかい物体に沿わせやすいという特徴がある。

（※2）機械・電気一体型ドッキング
…物理的に部品同士をつなぐだけでなく、同時に電気も流れるようにする接続方式。本研究では、薄膜電子デバイス自身の変形によってこの接続を形成する。

（※3）Kinetic Electronics
…動く構造と電気回路を薄いフィルム上に一体化する技術。研究グループがこれまで進めてきた技術であり、本研究ではこれを基盤として、薄膜電子デバイス同士を接続・切り離しする機構を開発した。

（※4）アクチュエータ
…電気や熱などのエネルギーを、曲げる、伸びる、動くといった機械的な動きに変換する部品。

掲載誌：npj Flexible Electronics
タイトル：Electromechanical docking and undocking mechanisms for thin-film robotic and electronic modules based on kinetic electronics
著者名：Shunsuke Uchima, Jiani Cai, Kenshi Hayashi and Fumihiro Sassa
DOI：10.1038/s41528-026-00606-9

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システム情報科学研究院　佐々 文洋　准教授