| 研究課題/領域番号 |
19K04445
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
竹井 義法 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30350755)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ガスセンサ / 部分空間法 / 信号処理 / Prony法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
匂いセンシングを可能とするシステムは，呼気による疾病診断等の医療福祉分野や食品産業，環境計測など広範な応用が期待される．本研究は，ガス・匂い認識を高感度・高選択に実現するガスセンシングシステムの構築を実現を目的として，周波数解析の一手法であるProny法を部分空間同定法によるパラメータ推定を導入した部分空間Prony法を用いて，入力信号を規定できないガスセンサ応答モデルの同定，及び解析に基づく高分解能・高精度な被検ガス濃度推定の実現を目指すものである．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，匂いセンサシステムの実現に向けて，フロー系を模擬したステップ入力に対するガスセンサ応答モデル，すなわち，ガス供給からガスセンサへの導通経路に至る測定系全体の特性を内包するガスセンサ応答波形の伝達特性について，センサ特性の変化やフロー系に起因するオーバーシュートやドリフト成分と，ガス・ガスセンサ素子（材料）の組合せで決定される反応速度定数を，部分空間Prony法によって推定，分離することを検討し，工高次の応答モデルとなるガスセンサ応答波形からガス種依存の特徴抽出が可能となることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，匂いセンサシステムの構築に向けたガスセンサの応答解析手法を検討したものである．ガスセンサから得られるステップ応答波形から，その構成成分を推定，分離することは単に応答波形の良い近似が得られるだけでなく，その結果が解釈可能なものでなければならない．本研究では，ガスセンサ表面とガス分子との吸着過程が一次応答となる等の実システムにおいて考慮すべき前提条件を先験情報として用いることで解釈可能なガスセンサ応答モデルのパラメータ推定が可能であることを示した．今後は，ターゲットとなる成分以外に排除すべき成分を同時に含んでいることが想定される呼気診断の実現等への応用を検討する予定である．
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