Artificial Odor Sensor System using Multielement Composition Gradient Nano Films
| Project/Area Number |
20F20048
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 28030:Nanomaterials-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長島 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10585988)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SAMRANSUKSAMER BENJARONG 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 人工嗅覚センサ / 異種センサ集積化 / 無機ナノ薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、環境中の匂い分子群から化学データを収集するために、無機材料を複数傾斜堆積させることで多種多様な異なるセンサ群の集積化を実現し、生体の嗅覚システムの多様性に倣った堅牢な集積化人工嗅覚センサを構築する。更に、当該センサを介して生体ガスセンシングを行い、得られる膨大な化学データを人工知能により解析することで、生体情報モニタリング機能を実証すると共に、センサ種数と生体情報センシング精度との相関性を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、１）分子認識無機材料を複数傾斜堆積させ形成する多元素機能傾斜ナノ薄膜を利用して生体の嗅覚システムの多様性に倣った堅牢な集積化人工嗅覚センサを構築し、２）本センサデバイスを介して得られる膨大な分子センシングデータを人工知能により解析することで生体ガスセンシングによる生体情報のモニタリング機能を実証することを目的としている。本年度は前年度に作製した金属酸化物ナノ薄膜センサにおいて課題となっていた分子センシングにおける電流応答性・応答速度の改善へ向けて、室温アモルファス状態で基板上に堆積された金属酸化物ナノ薄膜のアニール温度/膜厚を変調することによりナノ結晶化プロセスを精密制御に取り組んだ。その結果、結晶粒界の形状と電流応答性・応答速度との相関性を明らかにすると共に劇的な電流応答性の向上に成功した。更に本年度は膨大なデータ群を高速分析するために、画像処理及び機械学習を活用したデータ分析法を構築した。また、構築したデータ分析法を活用して生体呼気分析・センシングにより得られたデータの多次元解析を行い、生体呼気による化学情報を介した個人認証（20名対象）の実証に成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Breath odor-based individual authentication by an artificial olfactory sensor system and machine learning2022
Author(s)
C. Jirayupat, K. Nagashima, T. Hosomi, T. Takahashi, B. Samransuksamer, Y. Hanai, A. Nakao, M. Nakatani, J. Liu, G. Zhang, W. Tanaka, M. Kanai, T. Yasui, Y. Baba and T. Yanagida
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Journal Title
Chemical Communications
Volume: 58
Issue: 44
Pages: 6377-6380
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] The impact of surface Cu2+ of ZnO/(Cu1-xZnx)O heterostructured nanowires on the adsorption and chemical transformation of carbonyl compounds2021
Author(s)
J. Liu, K. Nagashima, Y. Nagamatsu, T. Hosomi, H. Saito, C. Wang, W. Mizukami, G. Zhang, B. Samransuksamer, T. Takahashi, M. Kanai, T. Yasui, Y. Baba and T. Yanagida
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Journal Title
Chemical Science
Volume: 12
Issue: 14
Pages: 5073-5081
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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