匂いセンサと生物の嗅覚系を模倣した匂いセンシングシステムの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560348
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 斎藤 稔 日本大学, 文理学部, 教授 (20318330)
• 研究分担者: 佐伯 勝敏 日本大学, 理工学部, 教授 (60256807)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: センシング技術 / 嗅覚情報処理

研究概要

本研究では、有機材料フタロシアニンを感応膜とした安定性・信頼性に優れた匂いセンサの開発を行った。そして、これらの匂いセンサが特に窒素酸化物(NOx)に対して高感度に(ppbオーダーから)応答することを見出し、爆発物検知装置への応用の可能性を示した。また、様々な匂いに対する高い識別能力を有する匂いセンシングシステムを実現することを目指し、ナメクジ嗅覚系の生理実験を行い、その結果に基づいて嗅覚系ニューラルネットワークのハードウェアモデルを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Fluorescence Voltage Imaging Technique for the Measurement of Molluscan Neural Activities (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuuta Hamasaki, Makoto Hosoi, Shogo Nakada, Tomoya Shimokawa, Minoru Saito
  • 雑誌名: Open Journal of Biophysics 巻: Vol.3 ページ: 54-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Various Firing Patterns Found in a Giant Neuron of the Pond Snail Lymnaea stagnalis and Their Dynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Minoru Saito, Yuuta Hamasaki, Makoto Hosoi, Shogo Nakada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.82 ページ: 034801-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study on Odor Sensors Using Copper Phthalocyanine, Technical Conference on Circuits/Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinnosuke Asai, Katsutoshi Saeki,Minoru Saito, Yoshifumi Sekine
  • 雑誌名: Computers andCommunications 巻: C-W2-04,CD-ROM
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corticosterone Induces Rapid Spinogenesis via Synaptic Gluco- corticoid Receptors and KinaseNetworks in Hippocampus (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Komatsuzaki, Yusuke Hatanaka,Gen Murakami, Hideo Mukai, Yasushi Hojo, Minoru Saito, Tetsuya Kimoto, Suguru Kawato
  • 雑誌名: PLoS One 巻: e34124
  • 査読あり
• [雑誌論文] The binding site for acute corticosterone effects on N-methyl-D-aspartate receptor-mediated Ca2+ signals in mouse hippocampal slices (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Osanai, Akiyoshi Suzuki,Yoshimasa Komatsuzaki, Hideo Mukai, Suguru Kawato, Minoru Saito
  • 雑誌名: Journal of Biophysical Chemistry 巻: Vol.2 ページ: 430-433
  • 査読あり
• [雑誌論文] 嗅覚中枢の振動パターンを生成するパルス形ハードウェアニューラルネットワークのIC化に対する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齊藤健,増本秀史,内木場文男,関根好文,斎藤稔
  • 雑誌名: 電気学会研究会資料 巻: ECT-11-1101 ページ: 55-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] パルス形ハードウェアカオスニューロンモデルを用いた嗅覚中枢の振動パターン生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齊藤健,畑野裕一,斎藤稔,関根好文
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: Vol.130-7 ページ: 1102-1107
  • 査読あり
• [学会発表] SAWセンサを用いた二酸化硫黄濃度測定に対する一検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山克俊,浅井信ノ輔,佐伯勝敏,斎藤稔,関根好文
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20130319-22
• [学会発表] チャコウラナメクジ嗅覚神経系に見られる時空間活動パターンとその非線形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下川智也,浜崎雄太,小松崎良将,斎藤稔
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120922-24
• [学会発表] ヨーロッパモノアラガイの中枢神経系における神経活動の膜電位イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲田正吾,細井誠,小松崎良将,斎藤稔
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120922-24
• [学会発表] 軟体動物ナメクジの嗅覚中枢における長期活動ダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中裕一,加藤功弥,斎藤稔,小松崎良将
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120922-24
• [学会発表] チャコウラナメクジ嗅覚神経系に見られる時空間活動パターンとその非線形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜崎雄太,下川智也,斎藤稔
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] SAWセンサを用いた二酸化窒素濃度測定システムに対する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山克俊,金森洋介,浅井信ノ輔,佐伯勝敏,斎藤稔,関根好文
  • 学会等名: 平成24年電気学会C部門大会
  • 発表場所: 弘前
  • 年月日: 20120905-07
• [学会発表] モノアラガイの咀嚼運動に関わる神経系における神経活動の膜電位イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲田正吾,細井誠,斎藤稔
  • 学会等名: 第21回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120826-28
• [学会発表] チャコウラナメクジ嗅覚神経節における神経活動パターンの膜電位イメージングII (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜崎雄太,下川智也,石田康平,斎藤稔
  • 学会等名: 第21回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120826-28
• [学会発表] A Study on Odor Sensors Using Copper- Phthalocyanine (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinnosuke Asai, Katsutoshi Saeki, Minoru Saito, Yoshihumi Sekine
  • 学会等名: The 27th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20120715-18
• [学会発表] トリメチルアミン濃度検出用匂いセンサに対する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅井信ノ輔,金森洋介,佐伯勝敏,斎藤稔,関根好文
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20120320-23
• [学会発表] チャコウラナメクジ嗅覚神経系に見られる時空間活動パターンとその非線形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜崎雄太,斎藤稔
  • 学会等名: 日本生物物理学会関東地区研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120305-06
• [学会発表] 匂い刺激に対するナメクジ嗅覚神経系の時空間活動パターン変化とその非線形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下川智也,浜崎雄太,石田康平,斎藤稔
  • 学会等名: 第22回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] ナメクジ嗅覚中枢の振動パターンを生成するパルス形ハードウェアニューラルネットワークの検討II (2012)
  • 著者名/発表者名: 増本秀史,齊藤健,斎藤稔
  • 学会等名: 第22回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] チャコウラナメクジ嗅覚系の電気的振動パターンのウェーブレット解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎雄太,細井誠,小松崎良将,向井秀夫,斎藤稔
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110914-17
• [学会発表] ナメクジの嗅覚神経系モデルのためのパルス型ハードウェアニューラルネットワーク (2011)
  • 著者名/発表者名: 齊藤健,増本秀史,浜崎雄太,関根好文,斎藤稔
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110914-17
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎雄太,中川聡,小山内裕美,小松崎良将,向井秀夫,斎藤稔
  • 学会等名: 第20回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 千歳
  • 年月日: 20110831-0902
• [学会発表] モノアラガイの巨大ニューロンに見られる複雑な活動パターンとその膜電位イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 細井誠,仲田正吾,小山内裕美,小松崎良将,向井秀夫,斎藤稔
  • 学会等名: 第20回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 千歳
  • 年月日: 20110831-0902
• [学会発表] チャコウラナメクジ嗅覚神経系における時空間活動パターンの非線形解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎雄太,斎藤稔
  • 学会等名: 第21回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] 軟体動物モノアラガイの中枢神経節における時空間活動パターンの膜電位イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 仲田正吾,細井誠,斎藤稔
  • 学会等名: 第21回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] ナメクジ嗅覚中枢の振動パターンを生成するパルス形ハードウェアニューラルネットワークの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増本秀史,齊藤健,斎藤稔
  • 学会等名: 第21回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] Nonlinear analysis of firing patterns of the central giant cell of (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuuta Hamasaki, Makoto Hosoi, Minoru Saito
  • 学会等名: Neuro 2010
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20100902-04
• [学会発表] Olfactory center model of land slug using pulse-type hardware chaotic neuron models (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken Saito, Yuuta Hamasaki, Hirokazu Hatano, Minoru Saito, Fumio Uchikoba, Yoshifumi Sekine
  • 学会等名: Neuro 2010
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20100902-04