京都大学と大塚製薬、体内発電対応のデジタル錠剤向け超低電力時計回路を開発

京都大学は2026年10月8日、大塚製薬とデジタル錠剤向けの超低消費電力時計回路を共同開発したと発表した。のみ込んで体内の状態を計測する錠剤に使う回路で、同大学によると体内発電に対応する。

何が発表されたのか

デジタル錠剤の時計回路は常時動く。このため、使う電力を抑えることと、回路を小さくすることが重要となる。

研究チームは、7ナノメートル世代の半導体製造技術で回路を試作し、動作を確認した。これは、半導体の微細な回路を作る製造技術の世代を示す呼び名だ。

京都大学によると、回路の消費電力は0.79nW。nWは小さな電力を表す単位だ。また、0.96Hzのクロック信号を生成したとしている。クロック信号とは、回路が動く際の拍子をそろえる信号を指す。

今回の成果は、錠剤に組み込むための回路を試作し、その動作を確認した段階のものだ。

かんたんに言うと

時計回路は、回路の中で一定の拍子を刻むメトロノームのような役割を持つ。体内の状態を時刻とともに記録する応用では、この拍子を刻み続けるための電力も重要になる。

京都大学によると、今回の開発では、回路を積み重ねて電流を再利用する技術を発展させた。たとえるなら、流れてきた水を一度使うだけで終わらせず、次の場所でも使う考え方だ。

さらに、ウェルを回路ごとに分けたという。ウェルとは、半導体のトランジスタを作る領域のことだ。トランジスタは、電流を制御する部品に当たる。この工夫で、従来使えなかった漏れ電流も再利用したとしている。

錠剤に収めるための小ささ

京都大学によると、開発した回路の面積は0.00015mm²で、従来の約47分の1だ。これは時計回路の面積であり、錠剤全体の大きさではない。

応用例では、錠剤内に約1mm角のチップを搭載することを想定している。チップとは、回路をまとめた小さな部品だ。資料では、一般的な錠剤の直径は5mmから6mm程度としている。

回路の面積と、搭載を想定するチップの大きさは別の数字だ。今回は、その中で常時動く時計回路の小型化と低消費電力化を扱っている。

まとめ

今回の成果は、体内で使うデジタル錠剤を支える回路技術の開発だ。京都大学は、体内環境を時刻とともに継続記録する用途への応用を期待している。

成果は2026年10月8日～10日の「IEEE BioCAS 2026」で発表予定だ。半導体回路などの研究成果を発表する場で、開催地は韓国・仁川である。新津葵一教授は、基盤技術の開発と応用開拓を並行し、体内環境の継続的な観測の実用化を目指す。