Robot with olfactory sense

有嗅觉的机器人

基本信息

  • 批准号:
    12650419
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A robot with olfactory sense to search for the source of gas or odor is expected to be applied to the gas leak detection, the early discovery of the fire, the detection of the danger in the mine etc. Although the previous research revealed that the robot with the gas and anemometric sensor could search for the gas/odor source, it took much time to explore the source due to the slow response/recovery speed of the semiconductor gas sensor. In the present study, the improvement of the algorithm for detecting the variation of the sensor response enabled the speedup seven times. Furthermore, the quartz resonator gas sensor with faster response/recovery speed was used. The improvement of the measurement-circuit time resolution and the baseline stability by compensating for the slight variation of the humidity enabled the gas detection even during the rapid movement of the robot (20cm/s). Further speedup may be achieved when the quartz resonator gas sensor is used.The algorithm for searching for the target can be studied in detail if the simulation method is established. Then, the simulation tool for estimating the sensor response when it is virtually placed in the plume. The transient sensor response model composed of a neural network was effective to estimate the sensor response where the vapor with the concentration rapidly changing within a second was exposed to it. Using that tool, the method for obtaining the distribution image of the gas concentration by minimum number of the gas sensors was studied. It was found that the sparse placement of the sensors along the wind direction in spite of the dense placement across the wind flow gave us the minimum information loss of the image. The developed tool may enable the simulation for searching for the gas/odor source.
具有嗅觉来寻找瓦斯或气味来源的机器人有望应用于瓦斯泄漏检测、火灾的早期发现、矿井中危险的检测等。使用气体和风速传感器可以搜索气体/气味源,但由于半导体气体传感器的响应/恢复速度较慢,需要花费大量时间来探索源。在本研究中,检测传感器响应变化的算法的改进使速度提高了七倍。此外,还使用了响应/恢复速度更快的石英谐振器气体传感器。通过补偿湿度的微小变化,提高了测量电路时间分辨率和基线稳定性,即使在机器人快速移动(20cm/s)期间也能进行气体检测。当使用石英谐振器气体传感器时,可以实现进一步的加速。如果建立了仿真方法,则可以详细研究搜索目标的算法。然后,模拟工具用于估计传感器虚拟放置在羽流中时的响应。由神经网络组成的瞬态传感器响应模型可以有效地估计在一秒内浓度快速变化的蒸汽暴露于其中时的传感器响应。利用该工具,研究了用最少数量的气体传感器获取气体浓度分布图像的方法。研究发现,尽管传感器在风流上密集放置,但沿着风向的稀疏放置使我们的图像信息损失最小。开发的工具可以模拟寻找气体/气味源。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
中山,石田,中本,森泉: "匂い・ガス源探知ロボットの研究-水晶振動子ガスセンサを用いたガス源探知の高速化-"電気学会全国大会. (発表予定). (2001)
Nakayama、Ishida、Nakamoto、Izumi Mori:“气味/气体源检测机器人的研究 - 使用晶体振荡器气体传感器加速气体源检测 -”日本电气工程师学会全国会议(预定报告)。 )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Ishida, T. Nakamoto, T. Moriizumi, T. Kikas, and J. Janata: "Plume-tracking robots : a new application of chemical sensors"Biological bulletin. 200. 222-226 (2001)
H. Ishida、T. Nakamoto、T. Moriizumi、T. Kikas 和 J. Janata:“羽流跟踪机器人:化学传感器的新应用”生物通报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
瀬川,徳弘,中本,森泉: "マルチチャネル高速周波数変化計測回路の研究"電子情報通信学会ソサエティ大会. 2. 125 (2000)
Sekawa、Norihiro、Nakamoto、Izumi Mori:“多通道高速频率变化测量电路的研究”IEICE 学会会议。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Ishida, T. Tokuhiro, T. Nakamoto and T. Moriizumi: "Improvement of olfactory video camera : Gas/odor flow visualization system"Sensors and Actuators B. vol.83,No.1-3 (in press). 256-261
H. Ishida、T. Tokuhiro、T. Nakamoto 和 T. Moriizumi:“嗅觉摄像机的改进:气体/气味流可视化系统”传感器和执行器 B. vol.83,No.1-3(印刷中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
辻田, 中本, 石田, 森泉: "ガス濃度分布可視化装置を用いたQCMガスセンサの過渡応答解析に関する研究"電子情報通信学会論文誌. (掲載予定).
Tsujita、Nakamoto、Ishida、Mori Izumi:“使用气体浓度分布可视化装置的 QCM 气体传感器瞬态响应分析研究”电子信息通信工程师学会学报(待出版)。
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    0
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  • 通讯作者:
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知道了