Development of an Ultra-Long-Life Miniature Rumen pH Sensor Using a Microfluidic Control Device

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03079
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Itoh Toshihiro 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80262111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新井 鐘蔵 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, グループ長 (20414732) ; 宗田 吉広 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 上級研究員 (20391451)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: リモートセンシング / コンピュータネットワーク・ICT / 精密畜産

Outline of Final Research Achievements

In order to realize an ultra-long-life miniature rumen pH sensor, we realized an intermittently operating reference electrode by introducing a low power SMA valve-actuator into a liquid junction and developing a new Ag/AgCl electrode device that can redeposit AgCl. We also proposed a planar all-solid-state glass electrode structure with pressure-sensitive adhesive for ultra-long-life pH sensors, and fabricated a wireless rumen pH sensor with the prototyped glass electrode, which was fed into a fistula-forming cow for wireless communication demonstration. In addition, we investigated the electrode and mounting structure of a rumen bacterial flora power generator to introduce it into the wireless rumen pH sensor as a self-power generator.

Free Research Field

マイクロシステム実装工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バルブ液絡型参照電極という新たなコンセプトによるpHセンサの長寿命化技術は、他の流体デバイスなどにも応用可能な技術であり、マイクロマシン分野での学術的な意義は大きい。またpHセンサの長寿命化は、牛ルーメンモニタリングのみならず、環境モニタリングにも資する成果であり、社会的意義も大きい。