| 研究課題/領域番号 |
20K20554
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
吉川 元起 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, グループリーダー (70401172)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2023年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | ガス / ニオイ / 音声 / センサ / データ解析 / 周波数 / デバイス / 音響 / 計測 / MEMS / 嗅覚センサ / 音声変換 / パターン認識 / 聴覚 / 直感 / 変換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、ニオイを音声情報に直接変換することにより、従来の嗅覚センサの測定・解析方法を根本的に変え、誰もが日常的に利用可能な嗅覚センサを実現することを目的とする。本研究では、嗅覚と聴覚に共通する「直感性」や、要素の重ね合わせが可能な「複合性」などの類似点に着目し、ニオイと音声を同時に測定可能な新しいセンサを作製する。これによって、これまで不可能であった、嗅覚センサによるニオイの直感的認識を可能にし、嗅覚センサの本質的な在り方に変革をもたらそうという点が挑戦的であり、産業的のみならず社会的・文化的にも大きな意義を有する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ニオイを音声データに変換する新たな嗅覚センサシステムの開発を目的とした。まず有限要素解析と試作実験に基づいて、ガス制御-音声測定システムを確立した。これを用いて各種ガスを周波数領域と時間領域のそれぞれに着目した測定を行った。得られたデータからガス種や濃度の識別が可能となり、高い線形性と測定精度を確認した。さらにこの手法を最適化することで、ppmレベルのガス測定が可能であることを示し、簡易デバイスによる実証にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この音響計測法は、市販のイヤホンとマイクがあれば実現可能な手法であり、再現性の高い測定を実施可能である。また、物理的な測定方法であるため、化学センサのような検体の残留やセンサの被毒などの問題が発生しない。本手法は、特に高精度なガス濃度計測に有用であるが、さらに時系列データを解析することでガス種の識別も可能となる。以上のように、本研究で確立した新たな音響ガス計測法によって、簡易デバイスによる高精度ガス濃度の迅速分析が実現し、多様な応用が期待される。
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