樹木群を対象とした野外生体電位計測システムの開発

• Project/Area Number: 05750227
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 櫛橋 康博 早稲田大学, 理工学部, 助手 (40247218)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 生体電位 / 生体情報 / コミュニケーション / 植物 / フィールドテクノロジー / 生体計測

Research Abstract

1.試作電極
(1)幹用電極 幹を対象とした刺込型の電極として今回、以下の2種について開発した。一つは、先端を針状に研磨した直径1[mm]のタングステン線を樹脂製取手に固定し、シリコーンゴム充填による防水処理を施すことにより雨露による影響を防いだ金属針型電極、もう一つは、パイプ構造内部にKCI溶液を充填し、対象と銀/塩化銀電極との液絡をとる構成で、上部のタンクからKCl溶液が常に滴下補充させる潅流型である。前者は、ペースト塗布の必要がなく、幹に直接刺入するだけで容易に装着が完了し、現地での動機性が非常に高く、後者はより安定性に優れており、両者を実験状況に応じて使い分けることを可能とした。
(2)土壌電位誘導電極 銀/塩化銀電極とKCl溶液をポリアクリルアミドゲルと多孔質セラミックにより絶縁パイプ内に封入した電極を試作にた。本構造により、低インピーダンス、低雑音、高安定性などの電気的性能に加え、電位誘導部には十分な耐久性、長期安定性を実現した。
2.野外計測システム
計測領域は10[m]×10[m]、計測チャンネル数は16として開発を行った。まず、電極により誘導化された信号を利得80[dB](AC成分)、26[dB](DC成分)で増幅する野外用小型生体電位増幅器を開発した。これにV/Fコンバータを内蔵させ0〜40[kHz]のディジタル信号を出力する構成とした。4チャンネル分を1ユニットとして、55×75×200[mm]の筐体に納め、計4ユニットを分散化させることで、様々な電極配置に柔軟に対処可能とした。さらに、16ビット双方向光リンクにより、全チャンネル分の信号をコンピュータに絶縁伝送するとともに、遠隔操作により、AC、DC成分の切り替えを可能として計測領域内を無人化した。なお、以上の全システムをバッテリ駆動とし、原生林内における生体電位計測を可能とした。