• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

瞬間パージ法による小型ガス分析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K21602
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

今村 岳  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (60715754)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードセンサ / 機械学習 / 人工嗅覚
研究実績の概要

本研究では、申請者の開発した瞬間パージ法(Instantaneous Purge法, IP法)を用いて、液体試料の蒸気をナノメカニカルセンサで分析するシステムの構築を行う。このIP法は、ナノメカニカルセンサの応答原理に基づいた分析手法であり、センサの受容体部分に試料の蒸気を十分吸収させた状態から瞬間的に大気に開放(パージ)することで、その減衰シグナルよりガス種固有のパラメータ推定を行う。本手法により、これまでセンサを用いた試料の分析には必須であったポンプやマスフローコントローラが不要となるため、センサ素子と試料を封入するチャンバーだけの極めてシンプルな測定系で試料の分析が可能となる。
最終年度となる平成29年度は、前年度に新たに開発された伝達関数に基づくガス識別法の開発を行った。この伝達関数法は、試料ガスの入力と出力の関係に注目する分析手法であり、任意の入力に対して解析が可能となる。さらに、複数チャンネルのセンサを用いることでこの入力の制御・モニタリングも不要となるため、センサ素子のみでの測定が可能となる。この伝達関数法は、IP法と比較して、(1)センサの種類を問わない、(2)チップを試料にかざすだけで分析が可能、(3)より多くの情報が抽出可能、というメリットがあることから、シンプルな測定システムを実現する上でIP法を上回る分析手法である。そのため、平成29年度は伝達関数法の理論的な基礎を固めるとともに、膜型表面応力センサ(MSS)を用いた簡易測定システムを立ち上げ、センサ素子を試料にかざすだけで試料の識別が可能であることを実証した。本研究成果について、2017年度 人工知能学会全国大会(第31回)およびMEMSセンシング&ネットワークシステム展 2017にて発表を行った。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Highly Networked Capsular Silica-Porphyrin Hybrid Nanostructures as Efficient Materials for Acetone Vapor Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      I. Osica, G. Imamura, K. Shiba, Q. Ji, L.K. Shrestha, J.P. Hill, K.J. Kurzydlowski, G. Yoshikawa, and K. Ariga
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 9 ページ: 9945-9954

    • DOI

      10.1021/acsami.6b15680

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of Silica-Protein Hierarchical Nanoarchitecture with Gas-Phase Sensing Activity2017

    • 著者名/発表者名
      I. Osica, A.F.A.A. Melo, G. Imamura, K. Shiba, Q. Ji, J.P. Hill, F.N. Crespilho, K.J. Kurzydlowski, G. Yoshikawa, K. Ariga
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 17 ページ: 5908-5917

    • DOI

      10.1166/jnn.2017.14388

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Data-driven nanomechanical sensing: specific information extraction from a complex system2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shiba, R. Tamura, G. Imamura, and G. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 3661

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03875-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 化学センサ測定における線形応答理論に基づいた新規解析法― 嗅覚センサ実現に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      今村岳、吉川元起、鷲尾隆
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 嗅覚センサと人工知能の融合による驚愕の新展開!2017

    • 著者名/発表者名
      今村岳、吉川元起、鷲尾隆
    • 学会等名
      MEMSセンシング&ネットワークシステム展 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning Independent of Population Distributions for Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      T. Washio, G. Imamura, G. Yoshikawa
    • 学会等名
      Data Science and Advanced Analytics (DSAA)
    • 国際学会
  • [図書] おいしさの科学とビジネス展開の最前線2017

    • 著者名/発表者名
      今村岳,柴弘太,吉川元起
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1249-1
  • [図書] 生体ガス計測と高感度ガスセンシング2017

    • 著者名/発表者名
      今村岳,柴弘太,吉川元起
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1250-7

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi