| 研究課題/領域番号 |
22K19196
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宮本 浩一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70447142)
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| 研究分担者 |
上妻 馨梨 京都大学, 農学研究科, 助教 (70704899)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 植物センサ / IoTセンサ / 植物生理学 / 分光測定 / リモートセンシング / 植物 / IoT / センサネットワーク / ストレス指標 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、気象・気候の「極端現象」として高温・多雨・乾燥などが農作物に影響を及ぼしている。そのため、環境変動に対する植物の生理応答・ストレス評価は喫緊の技術課題である。
このような事情をふまえて申請者らは、植物のストレス指標をフィールド内で多点同時的にその場観察するグリーンヘルスセンサネットワーク構築の着想を得た。本研究は植物に直接取り付けて単体動作する超小型の分光観察ユニットを開発し、環境変化によるストレス・代謝変化のリアルタイム測定に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
現在、急激な環境変動に対する植物の生理応答・ストレス評価は喫緊の課題となっている。そこで本研究では植物の葉に取り付けるセンサを着想し、測定システムを構築した。センサ部が葉裏に固定され、葉の同一箇所で反射分光測定を連続して行う新規の測定系である。屋外でも測定システムを運用するために構成や機能を整備することによって、バッテリー駆動で長時間測定を繰り返し、データを無線送信することが可能となった。測定システムの信頼性を検証し、屋外において樹木の紅葉を長期モニタリングすることにも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通じて、植物に取り付けるユニークな分光測定システムを開発した。葉の裏面にセンサを固定して測定を行うことで再現性の高い測定が可能となった。また、測定システムを屋外で運用できることを葉が紅葉する過程の連続測定から実証した。さらに、測定データは市販の分光光度計と高い相関を示しており、今後は広域あるいは個体内で多点同時測定を行うことも可能となるため、植物学、森林生態学、農業など幅広い領域で活用されるポテンシャルを有する。
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