── どのような電源を考え出したのでしょうか。

この上限を知ったうえで、体内を見ることにしました。数学的に信号の波はどのようにして伝搬するのか、を知ることは、基本限界を求めるのに必要です。電磁波の伝搬の仕方は、最終的には損失になりますが、体外から体内の小さなデバイスのコイルに向かって伝搬していくはずです。その伝搬の仕方が、ニアフィールドの電動歯ブラシの場合とどう違うのか、を調べました。

ニアフィールドの電動歯ブラシでは、内部に埋め込んだデバイスに電磁波を送りますが、電磁波は人体の組織内を伝搬しませんでした。これは、人体の組織内では電磁界の損失が大きいためです。

そこで、電磁波ではなく、磁界だけを伝搬させるように電界を制限しようとしました。これは、一般の電磁界の伝搬とは異なります。従来の電磁界の伝搬では、磁界→電界→磁界→電界→磁界、すなわち磁界が電界に変わり、電界が磁界に変わるというように、交互に伝わっていきました。しかしこれでは、人体の組織内で吸収されてしまうため(ビデオ1)、電界を制限して磁界単体で伝搬させるようにしたのです。

これまでの電磁波の媒体は体の組織（皮膚、皮下脂肪、筋肉、骨など）でしたが、私は媒体を使うのではなく、伝搬フィールドを発生させることを考えました。そのため、組織と組織の間を磁界が通るように工夫したのです^＊6。これによって、発生させた磁界が体内を伝搬するようになりました（ビデオ2）。

── 電磁界にはニアフィールドとファーフィールドがありますが、論文では今回の伝搬フィールドをミッドフィールドと呼んでいます。ミッドフィールドとニアフィールドをどのように定義しているのでしょうか。

ニアフィールドとは、波長と分離・区別するための寸法で、波長よりもずっと伝搬距離は短いのです。だからそれほど長い距離を伝搬しません。もう少し長い寸法、すなわちミッドフィールドでは、波長とほぼ同程度の長さになります。ファーフィールドはワイヤレス通信のように伝搬距離が長く、もちろん波長よりもずっと長い伝搬距離です。

体内のデバイスへ交流電源を伝搬する場合、波長と同程度の長さが伝搬距離となります^＊7。我々が使う波長は2〜3cm程度で、深さ5〜10cmまで届きます。ニアフィールドで最適なソリューションはミッドフィールドとなります。

── ワイヤレス給電では磁界結合か磁気共鳴が使われます。この方法では磁気共鳴による効果はないのですか。

磁気共鳴ではなく、あくまでも伝搬する波を使います。組織がなければ伝搬しません。組織があって初めて伝搬します。ここがカギとなります。従来の伝搬だと、組織を避けることで伝搬していました。組織は電磁波を吸収しロスになるので、組織のない方が伝わりやすかったのです。

ところが、私たちは、周波数とコイルソースを使って伝搬フィールドが中まで入っていくことを確認しました。我々の方法では、組織があることで初めて伝わっていくというものです。組織も重要な伝搬の媒体となっているのです。

── 周波数はいくつですか？

1.6GHzです。周波数は電源を決めるうえで重要なパラメータです。

［図2］パターンを付けたコイル 写真撮影：Eri Morita

図2の右から3つのフィルムが、第1世代の構造のコイルパターンで、透明なフィルムに形成した電源アンテナです。外周から中央にかけてループ状のコイルを多重に構成していますが、従来のコイルと違い、この多重のコイルのパターンには焦点効果があります。コイルに流れる交流電流が外周から中央にかけて絞られ、体内の組織に垂直に伝わっていくのです。従来の一重コイルパターンでは、フォーカスされずに広がってしまうので、体内には伝搬しません。

そして一番左が、現在のコイルパターン（第2世代）になります。第2世代では、効率を上げるためにコイルソースを設計し直しました。この構造では、理論的な上限値の10%まで近づけることが可能です。超小型デバイスには、このパターンで直径2mmのアンテナが埋め込まれており、電力を受けることができます。