研究課題
小型で安価な高効率MEMS振動発電デバイスの実装による振動モニタリングにより，的確かつ低コストでインフラ構造物の状態を把握できる監視（常時モニタリングおよび緊急時アラート）システムを提案することを本研究の目的とした。特に，監視対象物の振動をエネルギーに変換できる静電方式による高効率MEMS振動発電デバイスをセンシング機器として応用・活用し，構造物の常時・緊急時の状態把握が可能となるモニタリングネットワークの構築を目指すものである。ここでは，社会インフラを構成する構造物特有の低周波（数Hz～100Hz程度）の環境振動において，圧電方式や電磁誘導式と比較して，小型で有利な発電効率を発揮して振動エネルギーを電気エネルギーへ変換する（「変位・振動⇒発電」）ことができる静電方式による振動発電デバイスを「センサ」として用いることで上述のシステムを提案した。インフラ構造物を構成する部材および構造物全体の健全度を診断するための振動・変位データを実験的および解析的に取得し，実際の橋梁をモデル化した模型実験による種々の損傷を再現した場合の振動実験データについても併せて評価を行った。また，開発したセンサ端末を活用したインフラ状態をモニタリングできるネットワークあるいは維持管理体系を構築するとともに，実装可能なシステムを提案した。常時型・突発型事象の発生と異常検知・アラート基準を考慮したシステム構築に関して，既に十分な実証結果と成果が達成されている。提案する自己動作する小型の振動発電デバイス網が，リアルタイム・遠隔監視を容易に可視化し，国民～国家レベルの時間・コストを大幅に縮減できる未来社会のために，神経系のように無数に組み込む自律的な社会インフラ・環境監視システムを具現化できる段階まで技術開発の成果を得た。
すべて 2022
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)
The Rise of Smart Cities, Advanced Structural Sensing and Monitoring Systems
巻: - ページ: 319～342
10.1016/b978-0-12-817784-6.00016-3
