高性能な EMG センシングをシンプルに実現

AK05611 — 体動ノイズ対策を統合したウェアラブル EMG 計測向け AFE

筋電センサー

表面筋電位 (EMG) は、筋活動を非侵襲で計測できることから、健康管理や活動量モニタリング、ジェスチャー入力など幅広い用途で活用が期待されています。特にスマートウォッチや AI グラスなどのウェアラブル機器では、ユーザーインターフェースや健康・筋活動モニタリング機能の高度化に向けて EMG センシング技術への注目が高まっています。

旭化成エレクトロニクス株式会社 (AKM) の EMG 計測向け AFE (Analog Front End) 「AK05611」は、開発容易性とディスクリート級の低ノイズ性能を両立し、運動中でも安定した EMG 計測を可能にすることで、ウェアラブル機器への実装を支援します。

概要

ウェアラブルをつけたリハビリ風景

近年、実用化が進みつつある EMG センシングでは、高い計測性能を実現するために複数の IC や部品を組み合わせたディスクリート構成が用いられることが多く、部品選定や回路設計、ノイズ対策などの設計負荷が課題となっていました。また、ウェアラブル機器では、体動ノイズ* の影響により、運動中の信号取得が不安定になる場合があります。

AK05611 は、EMG 計測および生体インピーダンス (BioZ) 計測に必要な AFE 機能を 1 チップに統合しています。システム構成を簡素化しながらも、ディスクリート構成の計装アンプに匹敵する 1.23 μVrms の低ノイズ性能を実現しており、小指などの微細な筋肉の動きも検出可能です。従来はディスクリート構成で実現していた高性能な EMG センシングを、よりシンプルな構成で実現できます。

さらに、BioZ 情報を活用した MAC (Motion Artifact Cancellation) 機能により、体動ノイズの影響を低減し、運動中でも安定した EMG 計測を可能にします。

I2C および SPI 接続に対応しており、用途に応じてチャネル数を拡張できます。SPI 接続時は最大 32 チャネルまで対応し、多点測定にも適しています。

体動ノイズ : 身体の動きによって発生するノイズ。EMG センシングでは、電極と皮膚の接触状態の変化などが主な要因となる。「モーションアーチファクト」や「モーションアーティファクト」 (MA: Motion Artifact) とも呼ばれる。

事例紹介

 AK05611 と米国スタートアップ Aizip 社による軽量 AI アルゴリズムにより、2 チャネルであっても "Single Tap", "Double Tap", "Holding", "Open Hand" の 4 種類のジェスチャーを認識可能です。

本ビデオでは、実際のジェスチャー動作から筋電信号を取得する様子を通じて、EMG センシングの活用イメージをご覧いただけます。

特長

  • EMG センシングを 1 チップで実現し、開発を容易に
  • 体動ノイズを低減し、運動中でも安定した EMG センシングを実現
  • 低消費電力・小型パッケージ・多チャネル拡張に対応
Part NumberAK05611
EMG Input Referred Noise [μVrms]1.23
BioZ Input Referred Noise [μVrms]0.45
Sampling Frequency [kHz]0.25 to 4
Control I/F SPI / I2C-bus
Device Package CSP
Number of Pins 24

ダウンロード

Datasheet

AK05611 Product Brief

英語 (4 Pages PDF)

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