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Development of activity monitoring of living plants using electret AE sensor

Research Project

Project/Area Number 19H04280
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Kageyama Kensuke  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30272280)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小島 一恭  湘南工科大学, 工学部, 教授 (60361391)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords植物の生育診断 / アコースティック・エミッション / エレクレット / IoTデバイス / 活動モニタリング / 環境影響評価 / 植物 / エレクトレット
Outline of Research at the Start

植物に関する環境影響評価の取り組みとして,植物体が発する超音波領域のアコースティック・エミッション(AE)を用いた植物の活動モニタリング技術の可能性を探る。まず、柔軟に変形可能なエレクトレットセンサ(ECS)を用いて、多様な植物に取付可能なAEセンサを開発する。そして、AE発生挙動と従来の環境モニタリング情報を用いて、植物の活動状態を可視化できる革新的な植物の活動モニタリング技術を創出する。同時に、活動モニタリングにより環境変動が植物の活動状態に及ぼす影響を数値化することで環境影響評価を行い、植物の生育管理にフィードバックして、植物AEを用 いた活動モニタリングの有用性を検討する。

Outline of Final Research Achievements

AE sensor that can adhere even to a complex shaped stem and can detect plant AE was developed and demonstrated that it can detect plant AE regardless of the size and hardness of the stem to which it is attached. Stand-alone AE device combined with solar cells and batteries was developed. Then, IoP device that can measure plant AE anytime and anywhere demonstrated that plant AE can be measured for a long period of time without power supply. Furthermore, by visualizing plant AE occurence behavior and environmental changes, we monitored plant activity and quantified the environmental impact of plants, thereby clarifying the usefulness of activity monitoring using plant AE.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果により、植物のさまざまな部位にAEセンサ(ECS)を取り付けられ、いつでもどこでも活動モニタリングの根幹となるAEデータが常時計測(植物の活動モニタリング)できるようになるAE発生数の挙動は、植物の活動状態を視覚的に理解しやすいデータであり、様々な場所における活動モニタリング情報を共有し、環境との関連を探ることで、環境影響評価としての利用を促進できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] シリカ微粉末を用いたエレクトレットとそれを用いた超音波センサの特性評価2022

    • Author(s)
      蔭山健介,小林駆,川田良暁,坂井建宣
    • Journal Title

      電気学会論文誌E

      Volume: 142

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 極薄PTFE層を有するワイヤ電極の電荷保持特性とエレクトレットセンサへの応用2021

    • Author(s)
      川井 建
    • Organizer
      第38回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] シリカ微粉末を用いたエレクトレットとそれを用いた超音波センサの特性評価2021

    • Author(s)
      蔭山 健介
    • Organizer
      第38回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多点AE測定による茎部の高さに応じた植物AE発生挙動の比較2020

    • Author(s)
      五艘 大貴
    • Organizer
      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 極薄PTFE複合エレクトレットの帯電条件が電荷保持特性に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      畑 孝輔
    • Organizer
      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] AE Measurement of Greenhouse Strawberry Using Electret Sensor for Activity Monitoring2019

    • Author(s)
      Kensuke Kageyama
    • Organizer
      2019 IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] エレクトレットセンサを用いた植物AE 測定における接触条件が感度に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      豊岡 諭
    • Organizer
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] シリカ/PTFE 混合コロイド溶液を用いた極薄エレクトレットの作製と電荷保持特性の評価2019

    • Author(s)
      佐々木 琴美
    • Organizer
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 「トマトの音」ってどんな音?

    • URL

      https://yumenavi.info/lecture.aspx?GNKCD=g010337

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 植物の音を捉えるセンサ

    • URL

      https://www.campuscreate.com/expo/%e8%94%ad%e5%b1%b1%e3%80%80%e5%81%a5%e4%bb%8b/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] エレクトレットを用いた音響・超音波センサの開発

    • URL

      http://mehp.mech.saitama-u.ac.jp/activities/kageyama-2.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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