2016 Fiscal Year Annual Research Report
Developement of sensor hardware/software toward breath diagnostics based on multi-dimensional data analysis algorithm
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15H03588
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
吉川 元起 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (70401172)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノメカニカルセンサ / MSS / データサイエンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず前年度までに確立した粘弾性特性に基づくセンサシグナルの解析方法に関して、実際のサンプルを用いた実証を行った。測定対象としては、溶媒蒸気の影響を排除するために乾燥した香辛料に着目した。感応膜については、汎用のポリマーを複数種選定し、これらを膜型表面応力センサ（Membrane-type Surface stress Sensor, MSS）の各チャンネルに塗布した。得られたシグナルに対して、シグナルがある程度飽和したときの値と、パージの際に測定される減衰カーブからそれぞれ特徴量を抽出することにより、サンプルガスの感応膜に対する吸脱着の際の静的・動的な特性を反映した解析を行った。これらの特徴量を用いて主成分分析を行ったところ、各香辛料がそれぞれ明確に識別できることが確認できただけで無く、主な揮発性成分に応じて分類されることが確認された。今後は、他の特徴量についても解析を進め、識別能力をさらに高めるだけでなく、サンプルガスに関する定量的な情報の抽出も試みる。また、これらの解析を元に、シグナルとハードウェア要素との関係についても検証し、システムレベルでの最適化を試みる。
さらに本年度は、センサシグナルの解釈方法に関して、全体を俯瞰した立場から検証を進めることによって、画期的な測定手法の開発に成功した。現在、この手法についてMSSを用いた実証実験を進めている。学習データの取得方法や解析に用いるパラメータなどを最適化することにより、測定システムの革新的な改善につながることが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた研究の実証に成功しただけで無く、さらに一般化した新たな測定概念の構築も進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、シグナルとハードウェア要素との対応関係をより明確にし、システムレベルでの最適化を試みる。また、より一般化した新たな測定概念の確立も目指す。
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Research Products
(24 results)
