血糖値モニターや心臓トラッカーといったウェアラブル医療機器は、人命を救い得る一方で、環境に対しては想定以上の負荷を与えていることが、新たな研究から明らかになった。
シカゴ大学の研究チームが「Nature」に2025年12月31日付で発表した包括的な分析によると、ウェアラブル医療用電子機器は、そのライフサイクル全体で1台あたり1.1〜6.1キログラムの二酸化炭素換算排出量を生じるという。 世界的な普及が進み、2050年までに年間出荷台数が現在の約42倍となる約20億台規模に達するとの予測のもと、研究はこうしたデバイスが、累計で340万トンのCO2排出に加え、電子廃棄物や生態毒性の問題を深刻化させる可能性を指摘している。
通常の「サステナビリティ常識」を覆す結果
この研究は、シカゴ大学のBozhi Tian教授の研究室に所属するChuanwang Yang氏が主導し、これまでのサステナビリティ対策で重視されてきたポイントを見直す必要があることを示した。
これまで業界の取り組みは、従来型プラスチックをリサイクル可能または生分解性の素材に置き換えることに重点が置かれがちだったが、今回の分析では、そうした素材置換による環境負荷の低減効果は限定的であることが分かった。 代わりに、環境影響を大きく左右するのは、クリティカルメタル（希少金属）を用いた導電体や、回路設計のアーキテクチャであることが示されている。
Nature論文は、「慣習的なサステナビリティ議論がプラスチックに焦点を当ててきたのに対し、リサイクル可能または生分解性プラスチックへの置換はわずかな利益しかもたらさない一方で、クリティカルメタル導体の代替や回路アーキテクチャの最適化は、性能を損なうことなく環境負荷を大幅に低減し得る」と結論づけている。
対象機器とライフサイクル評価手法
研究チームは、以下の代表的なウェアラブル医療機器を対象に、ライフサイクル全体（資源採取から製造、使用、廃棄まで）を分析した。
- 血糖値モニター
- 心拍・心電トラッカー
- 血圧センサー
- 診断用イメージングデバイス
これらのデバイスを対象に、研究者らは新たに構築したライフサイクルインベントリ（LCI）と、普及シナリオに基づく拡散モデルを組み合わせた「統合システム工学フレームワーク」を用い、将来の世界的な普及を踏まえた環境影響を定量化した。 その結果、短寿命かつ一見「低インパクト」に見える機器であっても、大量に普及することで、少数だが長寿命の高インパクト機器を上回る環境負荷をもたらし得ることが示されている。
排出のホットスポットは製造工程
分析の結果、環境負荷の主な発生源は製造工程であることが明らかになり、クリーンエネルギーの導入や、より環境配慮型の製造プロセスが重要な対策であることが浮き彫りになった。
研究では、次のような技術・設計が、機能性を維持しながら環境コストを削減し得る有望なアプローチとして挙げられている。
- グラフェン導体など、環境負荷の低い導電材料の採用
- 低インパクトな半導体材料の選択
- 部品の交換・再利用が容易なモジュラー型電子設計
Nature論文の議論を補完する形で、Rochester Institute of Technologyのサステナビリティ研究者Callie Babbitt氏は、同誌のNews & Views記事で「ウェアラブル医療電子機器の環境フットプリントを定量化し、その環境負荷を抑える戦略を示した」と評価している。
実際、最近の技術開発はこうした示唆を裏づけている。英国サウサンプトン大学の研究チームは、従来電極と比べて最大40分の1の環境負荷に抑えられるグラフェン系電極を用いた電子テキスタイルを開発し、エネルギー・環境系ジャーナルに報告した。 この素材は高い導電性と生分解性を両立し、土中で4カ月間埋設した後には重量の約48％を失うなど、廃棄時の環境負荷低減にも寄与することが示されている。
シカゴ大学の研究チームは、自らの手法を「システム工学に基づくライフサイクル評価フレームワーク」と位置づけ、急速に成長するデジタルヘルス分野における、環境的に責任あるイノベーションの指針になり得ると強調する。
ウェアラブル健康デバイスは、患者データの高頻度収集や遠隔診療の支援など、医療に大きなベネフィットをもたらす一方で、その普及が進むほど「小さな機器の大きな環境コスト」が浮かび上がる。 今回の研究は、業界や政策立案者が医療上の利点と地球環境の持続可能性を両立させるための、定量的な判断材料を提示したと言える。
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