成果報告書詳細
管理番号20140000000661
タイトル平成25年度成果報告書 社会課題対応センサーシステム開発プロジェクト (研究開発成果等の他分野での先導研究) 社会課題対応常時・継続モニタリングシステムの開発
公開日2014/9/27
報告書年度2013 - 2013
委託先名技術研究組合NMEMS技術研究機構
プロジェクト番号P11006
部署名ロボット・機械システム部
和文要約件名:平成25年度成果報告書 社会課題対応センサーシステム開発プロジェクト (研究開発成果等の他分野での先導研究) 社会課題対応常時・継続モニタリングシステムの開発」

 社会・産業インフラ分野に関しては(1)多点無線センサネットワークによるモニタリングシステム、(2)高密度面パターンセンシングシステム、(3)広域(衛星リモート)センシングシステムの技術ニーズ、実用化に向けた課題の抽出などの検討を行い、さらに、(4)自立型無線高耐久性センサシステムの仕様検討を行った。主な成果としては、(1)配管モニタリングとして、配管の輸送状態・漏洩検出の可能性の見通しを得た。加速度及びAE(Acoustic Emission)センサによる橋梁モニタリングとして、運用・分析ニーズを明らかにし、センサ・自立電源(振動・太陽光)の要求仕様を纏めた。トンネル付帯構造物モニタリングとして、ジェットファンのアンカーボルトの変状をアクティブに振動計測し、気流発電の要求仕様を纏めた。また、(2)高密度面パターンセンシングとして、フレキシブルシート上に超小型圧電振動センサを多数配置する基本構造の仕様を纏めた。(3)プラズモニック吸収体を用いることで、従来の分光系のサイズ・重量を大幅に軽減できることを示した。(4)センサ・無線・自立電源特性に影響を与えず、野外環境耐性を満足させるための評価項目・基準を抽出し、10年の耐久性パッケージ仕様を纏めた。
 農業分野に関しては、農業として、高付加価値の植物を生産性高く栽培できる(1)センサ活用マイクロ環境制御型次世代植物工場の共通課題の抽出とそれに必要なセンサシステムの要求仕様を明らかにするとともに機能性野菜の最適栽培のための基礎データを取得した。乳用牛・肉用牛の繁殖として、年1産を実現する(2)センサ活用次世代繁殖農家システムに必要なホルモンセンサの設計・試作と原理検証を行うとともに個体に装着したセンサから得られる情報を、低消費電力で集約可能な通信仕様を実証実験で明らかにした。乳用牛・肉用牛の肥育として、子牛の疾病の早期発見と症状程度の判断並びに成牛の消化器病の早期発見により死廃・病傷事故を低減する(3)センサ活用次世代健全肥育システムに必要な各種センサシステムを設計・試作し、接触型体温センサにより子牛の実験肺炎に伴う体温上昇を計測できること、サーモグラフィシステムによりほ乳中の子牛眼縁部の最高表面温度を安定して取得できること、ルーメンセンサによりルーメン内のpHの無線測定が可能なことを実証した。
 健康医療分野に関しては、健康寿命を延伸し高いQOLを確保し、医療費削減等の社会課題に対応すべく、日常生活、院内、予後管理、リハビリ及び行動補助の各シーンでのセンサシステムとして、(1)常時装着型循環器機能センサシステム(非侵襲無拘束血圧、心音) (2)予測型血糖センサシステム、(3)非侵襲血液成分センサシステム(呼気ガス方式、光学方式)、(4)即時生化学センサシステム(感染症)、(5)生活行動見守りセンサシステム(筋量、モーション、フォース、歩行機能)の5システムを想定し、ユーザニーズに基づくセンサの原理検証と本格検討に向けて取り組むべき課題について検討した。医療機関等の利用者側をユーザ機関として、そこに必要なニーズを踏まえ、各センサシステムとも従来にない新しい検出原理が多く含まれており、積極的に検討した成果として当初想定した検証と課題の抽出を完了できた。さらに、(6)健康医療としての全体システムの取り組み方向性に関する調査として、上記取り組みの成果を踏まえ医療を大きく変えることができるようなセンサシステムコンセプトと必要な横断的技術要素について整理した。
 プロジェクトの効率的な推進を図るとともに、本先導研究の普及・広報を図った。
英文要約Title: Continuous Monitoring System to Solve Social Problems (FY2013) Final Report

Social and Industrial Infrastructure: (1) clarified operational and analytical requirements of a monitoring system implemented with a multipoint wireless sensor network and finalized required specifications for the sensors and standalone power supply; (2) finalized specifications for a basic structure comprising numerous ultra-small piezoelectric vibration sensors arranged on a flexible sheet for sensing high-density surface patterns; (3) studied the technical requirements of a wide-area (satellite remote) sensing system and identified issues regarding its implementation; (4) identified evaluation points and criteria for making a highly-durable standalone wireless sensor system durable enough for outdoor use and finalized package specifications for a 10-year service life.
Agriculture: for agriculture, (1) identified common problems in next-generation plant factories using sensors for micro-environmental control, clarified specifications of the sensor system required to overcome these problems, and acquired basic data on the optimal cultivation of functional vegetables; for dairy and beef cattle breeding, (2) designed, prototyped, and tested the principles of hormone sensors required for a next-generation sensor-driven breeding farm system and clarified through demonstration experiments communication specifications required for data aggregation under low power; for dairy and beef cattle fattening, (3) designed and prototyped a contact-type body temperature sensor, thermography system, and lumen sensor required for a sensor-driven next-generation healthy fattening system and completed verification of their principles.
Health and Medicine: conceived of five sensor systems for use in daily life, in-hospital care, prognosis and treatment, rehabilitation, and mobility assistance, including (1) a 24-hour cardiovascular function sensor system, (2) a predictive glucose sensor system, (3) a non-invasive blood component sensor system, (4) a real-time biochemical sensor system, and (5) a daily activity monitoring sensor system, and summarized the challenges faced in verifying principles of sensors based on user needs and in conducting a full-scale study on the sensor systems; (6) clarified our concept of sensor systems and the required cross-disciplinary technological elements for vastly altering the landscape of medical care to investigate our approach toward developing a comprehensive system for health and medicine.
We have endeavored to carry out the project efficiently and to publicize and disseminate our pioneering research.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る