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センシング技術とその用途

センシング技術 ‐ 未来への展望

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センシング技術には、品質や信頼性、パフォーマンスを向上させるために、業界全体でいくつかの潜在的な用途があります。太陽電池や燃料電池といった用途から、ヘルスケアの能力の向上、セキュリティの強化、堅牢な環境監視システムまで、可能性は無限です。

例えば、バイオセンシングは、生体由来の分子認識機構を利用し、視覚認識、触覚、嗅覚、聴覚、および物理システムで使用される既存のセンシング技術の機能を開発・強化しようとしている分野です。センシング技術はマイクロ環境とナノ環境の両方で利用できるため、診断や薬物監視システムに大きな影響を与えています。

同様に、スマートでインテリジェントなセンサ技術は、今後数年間で世界の未来に革命を起こすことでしょう。目に見えないものを測定したり、センシングデバイスとは気付かないほどにウェアラブルなものに変化したり、常に進化しています。これらのセンサの整合性や信頼性が確保され、実用化されることにより、医療や医薬品、コンシューマ製品、通信機器や家庭用機器、輸送など、さまざまな用途への利活用が広がります。

マイクロプラントとしてのバイオ細胞

最近、さまざまな産業において、生物(微生物または細胞)による高付加価値な素材や物質の生産が期待されています。例えば、エネルギー産業では生体由来の材料であるバイオマテリアルを素材としたアルコールの生産、食品産業では新たな菌株の開発、素材産業では軽量で高剛性な新素材の生産など、微生物や細胞といった生物の培養プロセスによる実現が見込まれています。YOKOGAWAは、これらの産業に対して培養プロセスの開発技術を適用展開し、バイオ細胞をマイクロプラントとする新しい生産システムの実現を通じ、さらなる産業の発展への貢献を目指しています。

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新しい「測定」‐ 非物理量の測定へのチャレンジ

YOKOGAWAは、これまで数値化が困難であった機能や効用といった非物理量を測定する1つのアプローチとして、分子の相互作用で生じるわずかな状態変化を捉える分子分光センサの研究開発を進めています。このセンサに用いられる分子分光技術は、分子と光の相互作用を原理としているため、高感度と高速性に優れ、微量の特性であっても、非破壊・非侵襲で計測できる特徴を備えています。YOKOGAWAは、この分子分光技術に、これまで培ってきたスペクトル解析技術、ナノフォトニクス技術を組み合わせたセンサデバイスを使い、小型で軽量な分子分光センサのプロトタイプを開発しました。

微量・高速・非破壊での測定が可能なため、農業や食品などの品質管理や流通管理、または採血によるがん診断や遺伝子検査による低侵襲医療といった医療やヘルスケアなど、今後、成長が期待されるさまざまな産業への貢献が見込まれてます。

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柔軟性の高いシート状の薄型センサシステム

IoT(Internet od Things)の世界では、多種多数なセンサを利用し、クラウドネットワーク上へビッグデータを収集しており、それらの大容量のデジタルデータを人工知能(AI: Artificial Intelligence)や機械学習(ML: Machine learning)を用いて分析し、得られた分析結果や洞察を踏まえながら、さまざまな活動を最適化していくことが行われています。

このように多数のセンサを使用し、堅牢で信頼できるセンサシステムを構築するには、現在よりも安価で設置が簡単なことが鍵となります。その1つのソリューションとして、印刷技術とシリコン技術の両方を使用するフレキシブルハイブリッドエレクトロニクス(FHE: Flexible Hybrid Electronics)が注目されています。YOKOGAWAは印刷技術を活用して、広い面積に柔軟に設置できる薄型センサシステムの研究開発を進めています。その非常にフレキシブルなシートセンサシステムは、ウェアラブルセンサにもなり、産業インフラ、トレーサビリティ、自動車・ロボット、ヘルスケア、その他の用途を含め、さまざまな目的と測定に適応でき、より最適なプラント監視や流通管理が可能になります。

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センサ技術のイノベーションは、産業や社会にとって重要なツールであり続けます。

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