阪大,土に還るサーマル土壌含水率センサを開発

著者: 梅村 舞香

大阪大学の研究グループは,紙,天然ワックス,錫など環境に配慮した材料のみで構成された土壌含水率センサの開発に成功した(ニュースリリース)。

これまで生分解性プラスチックなどを用いた環境に優しい電子材料に関する研究は数多く行なわれてきたが,性能や安定性に課題があり,分解性とセンサとしての必須機能(センシング・データ発信・設置位置情報発信)を両立することが困難だった。

今回研究グループは,単純化したセンサ本体と無線給電,サーマルカメラによる画像認識を組み合わせることで,センサ本体の分解性とセンシング,データ/位置情報発信の機能を両立することに成功した。

センサ本体は木材由来の微細繊維で作られた紙基板,錫配線,カーボンヒーター,天然ワックスコーティングで構成されており,紙基板及び天然ワックスは微生物によって分解される。残留する錫も,銅や銀と異なり,植害を引き起こしにくい材料として知られている。

センサは受信コイルを備えており,無線給電で電力が供給され,電力供給によりセンサに搭載されたヒーターが加熱される。センサを設置した土壌の含水率によって受信電力が変化する設計となっており,土壌含水率が変化すると,ヒーターの温度が変化する。

つまり,設置した土壌が乾いているほど,ヒーターが熱くなる。そのため,センサを設置した領域をサーマルカメラで撮影すれば,熱源位置からセンサの設置位置が,熱源温度から土壌含水率が推定できる。

センサを大量に地面に設置した場合でも,カメラで撮影するだけで土壌含水率の情報をマッピングすることが可能。例えば,土壌の水分が不足している部分をすぐに発見できる。

開発したセンサは,最終的には環境中で微生物によって大部分が分解され,残留する成分も環境に悪影響を与えにくいため,必ずしも回収の必要がなく,ばらまくように高密度に設置することが可能。

研究グループは,センサに肥料成分も配合しておけば,センシングもできる肥料のような,新たなタイプのセンサとしての応用も期待できるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 科学大,自動・適応型のOWPTシステムを開発

    東京科学大学の研究グループは,室内などで照明のある明所と,照明のない暗所の両方に対応し,自動的に複数のIoT端末に電力を供給可能な光無線給電(OWPT)システムを開発した(ニュースリリース)。 近年,IoT(Intern…

    2025.11.04
  • SolaNika,本田技研支援プログラムに採択決定

    本田技研工業(本田技研)が事業創出を支援するIGNITIONプログラムにおいて、光無線給電の実現を目指すベンチャーのSolaNikaの提案が支援対象に採択された(ニュースリリース)。 SolaNikaは,2025年5月に…

    2025.10.15
  • NTTと三菱重工,レーザー無線給電で効率15%を達成

    NTTと三菱重工業は,レーザー光を用いて1km先にワイヤレスでエネルギーを供給する光無線給電実験で,光パワー1kWのレーザー光を照射し,1km先で152Wの電力を得ることに成功した(ニュースリリース)。 一般にレーザー無…

    2025.09.17
  • 東北大ら,レーザーによるロケット打ち上げを実証

    東北大ら,レーザーによるロケット打ち上げを実証

    東北大学と大阪公立大学は,独自に開発した「複数放物面レーザー推進機」の打ち上げ実験を行ない,繰り返しパルスレーザーの照射により,機体全長約15mmの約7倍の高度110mmまで自由飛行させることに成功した(ニュースリリース…

    2025.05.22
  • JDIと米Obsidian,サーマルセンサー開発製造で協業

    ジャパンディスプレイ(JDI)は,サーマルイメージングカメラモジュールを製造・販売する米Obsidian Sensors, Inc.との間で,高解像度サーマルイメージングセンサーの共同開発・製造に関するパートナーシップを…

    2024.12.13
  • NTT,サーマルカメラとドローンで夜間に人物を探索

    NTTコミュニケーションズ(NTT Com)は,福島県昭和村において自律飛行型ドローン「Skydio X10」を活用した夜間人物探索の実証実験に成功した(ニュースリリース)。 災害時などの人命救助において,72時間の壁と…

    2024.12.05
  • 九州大,メタサーフェスで電力伝送距離を300%向上

    九州大学の研究グループは,新たなメタサーフェスを開発し,小型化された無線電力伝送(WPT)システムに導入することで,元の伝送効率を維持しながら,最大300%まで伝送距離を向上させることに成功した(ニュースリリース)。 ス…

    2023.10.26
  • QST,サーモグラフィの温度計測精度を大幅に向上

    量子科学技術研究開発機構(QST)は,ダイバータ(プラズマ中の不純物を排気し,プラズマの純度を維持するための装置)赤外サーモグラフィ装置の温度計測精度を大幅に向上させる温度計測手法を開発した(ニュースリリース)。 この計…

    2023.05.30

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア