のる （のるLAB）
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
M5デバイスに接続できる
生体センサ
Can connect to M5-devices about Bio Sensors
計測するのが好き
特に生体の電気現象など
ホビー分野で生体センサが売られているが、
性能・安全性などで満足できるものがない。
基板むき出しやケーブルが面倒
M5デバイスにGroveケーブルで接続できるケース付生体センサ
一部はスイッチサイエンスで委託販売してます
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
Dissatisfaction
Performance
Safety
No housing case
Biosensor with a case that can be connected with a Grove cable
脈波(Pulse)センサ
既存センサは皮膚表面の反射が多くS/Nが悪い。��そこで皮膚に食い込むようにLEDと受光素子を飛び出させ遮光した
アナログ型(M5StickC用）
デジタル(UART)型 M5Stackでも可能
ハンディタイプ
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
The LED and light receiving element protrude as if digging into the skin.
Not available sensor
筋電図(EMG)センサ
ディスポ電極が高価。ケースがないのでノイズが多い�ドライ電極で簡単に装着できるセンサ（皮膚をちょっと濡らす必要あり）
テストピン（金メッキ）を電極にする
M5StickC装着型
Groveアナログ出力型
電源はM5デバイスから供給
（3.3V～5V）Battery動作推奨�ADは2Vレンジで動作
GAIN 約1600倍 LowCutFilter 8Hz
M5Stack BasicのGroveコネクタはアナログ入力できない？（プルアップ抵抗？）
Grove connector of M5Stack Basic cannot analog input?
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
Easy-to-wear sensor with dry electrodes. Using test pins (gold-plated) as electrodes
バイオセンサ 心電(ECG)・筋電(EMG)
心電図と筋電図が計測できるようにGAINとフィルタ調整�2チャネルの計測も可能 専用ドライ電極を用意
1CH型
2CH型(ECGとEMG同時計測)
M5Stack BasicのGroveコネクタはアナログ入力できない？
Grove connector of M5Stack Basic cannot analog input?
電源はM5デバイスから供給
（3.3V～5V）バッテリー動作推奨�ADは2Vレンジで動作
GAIN 約600倍 LowCutFilter 0.5Hz
EMG用電極
ECG用ベルト装着
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
GAIN and filter adjustment so that electrocardiogram and electromyogram can be measured 2-channel. measurement is also possible Dedicated dry electrodes are available
脳波(EEG)は？
信号レベルが1桁以上小さいのとペースト電極が必要
ドライ電極は難しい（研究・臨床用機器でもない）
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
10試作くらいしたが満足できるレベルにない
ESP32のAD変換の誤差が大きくて使えない。�AD変換付のセンサが必要
脳波は難しいんだよ！
EEG is difficult
ESP32's AD conversion error is large. Requires a sensor with AD conversion
EEG signal level is one order of magnitude lower, and paste electrode is required. Dry electrodes are difficult.
応用（電池付 心電センサで呼吸検出）
システム構成
表示デバイス
ATOM Display Lite+液晶モニタ
＋Grove押しボタンSW
ECG-Amp＋M5Stamp-PICO
胸にベルト型電極
Wifi(UDP)
最大４台
Server構成
Client
エッジ解析処理
HR検出 フィルタ処理でSPR(Skin Potential)
ECG混入のEMGから呼吸検出
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
Respiratory detection monitor with electrocardiogram sensor with battery
ECGに混入する呼吸筋電(EMG)成分を抽出して呼吸波形を生成
Generate respiratory waveform by extracting respiratory EMG component mixed in ECG
NT金沢2022 作ってみたCM 秋田賞受賞
心電図アンプ（ECG）＋データ解析
ECG-Analog-Amp ＋ M5Stamp-PICO
胸にベルト型電極（2極）
データ解析
ECG取り込み 500Hzサンプリング(12ビット)
ハードウェア割込み
100ms単位で解析＋送出� 解析結果を追加チャネルとしてデータ化
CH1 元ECG波形（デジタルフィルタ）�CH2 ECG内のEMG成分（デジタルフィルタ）�CH3 EMG成分から呼吸成分抽出(Resp)�CH4 RR間隔検出して心拍数波形(HR)
CH5 フィルタ処理でSPR(Skin Potential)波形
ＥＣＧ Analog
Amplifier
M5Stamp-PICO
3V -> 5V
昇圧
Battery
CR123A(3V) 並列
±1.65V
±1V
Wifi(UDP)
5V
電極
2極
ESP32の能力で、かなりのエッジ処理が可能になった
CPU Clock 240MHz float演算でフィルタ処理など
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
ATOM-Display Liteによる波形表示
M5ATOM Display Lite
・HDMI出力 （1920×1080）
M5AtomDisplay Lcd(1920, 1080, 24);
・LovyanGFXライブラリにより高速描画
#include <M5AtomDisplay.h>
・M5Stackで作成したものを簡単に移植可能
位置は解像度が異なるので再配置検討が必要
あまり使っている人をみたことがないな
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
I haven't seen many people using it
心電図(ECG)
動画 (ATOM-Display Liteで表示)
筋電図成分
呼吸成分(Resp)
心拍数(HR)
皮膚電位反応(SPR)
1秒ごとに�縦ラインで振幅表示
RR間隔のローレンツプロット
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
demonstration
NT金沢2022 作ってみたCM 秋田賞受賞
One more thing
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
ペンレコーダー記録
センサ記録したデータを紙に記録したい！
昔のペン書きレコーダーが好き（脳波計やポリグラフみたいな）�
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
これを使って簡単に作れないか？
反応が良くなくて満足できない。
サーボー駆動型の3号機が昨日完成
I want to record sensor-recorded data on paper.
I like old pen recorders (like electroencephalographs and polygraphs)
make it easily using this?
Actually it wasn't easy,
The servo-driven machine was completed yesterday.
御静聴ありがとうございました
会場で、計測デモ展示しています。
M5 Japan Tour 2023 Spring 東京 2023/05/04
生体センサを使ったことがある人は
声をかけてください。
Thank you for listening
Exhibiting a measurement demonstration
If you have ever used a biosensor, let me know.