JPH1156101A - 植物を用いた環境測定方法及びその装置 - Google Patents
植物を用いた環境測定方法及びその装置Info
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- JPH1156101A JPH1156101A JP26079797A JP26079797A JPH1156101A JP H1156101 A JPH1156101 A JP H1156101A JP 26079797 A JP26079797 A JP 26079797A JP 26079797 A JP26079797 A JP 26079797A JP H1156101 A JPH1156101 A JP H1156101A
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】植物の生体応答を利用して、植物をセンサーと
して用いる事により、人間及び他の生物の生態により近
い環境測定ができると共に、オンライン信号伝送方法に
より、リアルタイムでしかも広域の環境測定が可能かつ
経済的な環境汚染監視システムを提供できるようにす
る。 【構成】予め、植物の葉や枝の外表面に検知センサーを
貼付して、該植物に対し化学的刺激を付与し、この時の
植物の生体電位の変化を計測する。そして、この計測し
た電気信号の電位及び周波数波形を解析して、これを当
該同種同科の植物における基準環境応答信号とする。一
方、自然界における植物に貼付した検知センサーから計
測した生体電位の変化（電気信号の電位及び周波数波
形）と、前記基準環境応答信号を比較して、該植物が受
けている化学物質の種類と、その濃度を算出することに
より、環境測定を行うものであり、植物から検出した生
体応答信号を無線及び有線を組み合わせた信号伝送方法
によりコンピュータと接続し、リアルタイムで広域の環
境測定ができるように構成している。
して用いる事により、人間及び他の生物の生態により近
い環境測定ができると共に、オンライン信号伝送方法に
より、リアルタイムでしかも広域の環境測定が可能かつ
経済的な環境汚染監視システムを提供できるようにす
る。 【構成】予め、植物の葉や枝の外表面に検知センサーを
貼付して、該植物に対し化学的刺激を付与し、この時の
植物の生体電位の変化を計測する。そして、この計測し
た電気信号の電位及び周波数波形を解析して、これを当
該同種同科の植物における基準環境応答信号とする。一
方、自然界における植物に貼付した検知センサーから計
測した生体電位の変化（電気信号の電位及び周波数波
形）と、前記基準環境応答信号を比較して、該植物が受
けている化学物質の種類と、その濃度を算出することに
より、環境測定を行うものであり、植物から検出した生
体応答信号を無線及び有線を組み合わせた信号伝送方法
によりコンピュータと接続し、リアルタイムで広域の環
境測定ができるように構成している。
Description
【０００１】［産業上の利用分野］ 本発明は、植物を
環境測定のセンサーに用いた、環境測定方法及びその装
置に関するものである。
環境測定のセンサーに用いた、環境測定方法及びその装
置に関するものである。
【０００２】［従来の技術］ 植物は、それ自身で移動
できないため、自己をとりまく環境に大きく影響を受け
ると考えられる。また、植物には、人間でいう脳や中枢
神経系が存在しないが、それにも拘わらず、植物は成長
していく過程で受ける様々な環境変化に実にうまく対処
している。これは、周りの環境の変化を認識し、効率よ
く適応していかなければ、生き残れなかったためであ
る。このことから、植物は、独自の環境認識能力を持つ
と考えられる。そこで、植物のこの能力を解明して、植
物をセンサーに用いた環境測定装置への応用が望まれて
いる。
できないため、自己をとりまく環境に大きく影響を受け
ると考えられる。また、植物には、人間でいう脳や中枢
神経系が存在しないが、それにも拘わらず、植物は成長
していく過程で受ける様々な環境変化に実にうまく対処
している。これは、周りの環境の変化を認識し、効率よ
く適応していかなければ、生き残れなかったためであ
る。このことから、植物は、独自の環境認識能力を持つ
と考えられる。そこで、植物のこの能力を解明して、植
物をセンサーに用いた環境測定装置への応用が望まれて
いる。
【０００３】［発明が解決しようとする課題］ 植物の
細胞に外部から刺激を与えた時、生体電位の変化が観測
される。この生体電位の変化は、イオンチャンネルと呼
ばれる細胞内小器官の働きにより起こる。この小器官
は、細胞膜上に多種多数存在するゲートのようなもの
で、特定の刺激で開閉して細胞膜上のイオン拡散路とな
る。したがって、生体電位の変化量は、前記イオンチャ
ンネルの活性度によって決定する。以上のことから、植
物はイオンチャンネルによって外部環境の認識を行い、
その応答として生体電位の変化が生じ、それを基に自己
組織化を行っていると考えられる。そこで、本発明は、
植物の有する外部刺激に対する種種の情報信号を定量的
に解明して、それを応用して、植物を環境測定のセンサ
ーに用いた環境測定方法及びその装置を提供することを
目的とする。
細胞に外部から刺激を与えた時、生体電位の変化が観測
される。この生体電位の変化は、イオンチャンネルと呼
ばれる細胞内小器官の働きにより起こる。この小器官
は、細胞膜上に多種多数存在するゲートのようなもの
で、特定の刺激で開閉して細胞膜上のイオン拡散路とな
る。したがって、生体電位の変化量は、前記イオンチャ
ンネルの活性度によって決定する。以上のことから、植
物はイオンチャンネルによって外部環境の認識を行い、
その応答として生体電位の変化が生じ、それを基に自己
組織化を行っていると考えられる。そこで、本発明は、
植物の有する外部刺激に対する種種の情報信号を定量的
に解明して、それを応用して、植物を環境測定のセンサ
ーに用いた環境測定方法及びその装置を提供することを
目的とする。
【０００４】［課題を解決するための手段］ 植物の葉
や枝に検知センサーを貼付して、この植物に対して人工
的に化学的刺激を付与する。そして、この時、植物の葉
や枝の生体電位の変化を計測する。次に、この計測した
電気信号の周波数波形を解析し、電位の変化及び波形
と、付与した化学的刺激の相関を求め、これを基準環境
応答信号とする。一方、自然界で環境因子の影響を受け
ている同種同科の植物の電位の変化及び、その波形を計
測し、前記基準環境応答信号と比較して、該植物の環境
における化学物質の種類と、その濃度を求めることによ
り、環境測定データが得られるようにした。そして、植
物の葉や枝に貼付した電極で構成する検知センサーと、
この検知センサーで検出した電気信号の電圧増幅器と、
前記電気信号の周波数波形を解析する波形計測器と、前
記の電圧増幅器及び波形計測器から出力される電気信号
を無線信号で送信する無線送信機と、この無線送信機か
らの無線信号を受信する無線受信機と、この無線受信機
と接続した電話回線と、この電話回線と接続して植物か
ら検出した電気信号を解析及び記憶及び表示等をするコ
ンピュータとを含んで構成した。
や枝に検知センサーを貼付して、この植物に対して人工
的に化学的刺激を付与する。そして、この時、植物の葉
や枝の生体電位の変化を計測する。次に、この計測した
電気信号の周波数波形を解析し、電位の変化及び波形
と、付与した化学的刺激の相関を求め、これを基準環境
応答信号とする。一方、自然界で環境因子の影響を受け
ている同種同科の植物の電位の変化及び、その波形を計
測し、前記基準環境応答信号と比較して、該植物の環境
における化学物質の種類と、その濃度を求めることによ
り、環境測定データが得られるようにした。そして、植
物の葉や枝に貼付した電極で構成する検知センサーと、
この検知センサーで検出した電気信号の電圧増幅器と、
前記電気信号の周波数波形を解析する波形計測器と、前
記の電圧増幅器及び波形計測器から出力される電気信号
を無線信号で送信する無線送信機と、この無線送信機か
らの無線信号を受信する無線受信機と、この無線受信機
と接続した電話回線と、この電話回線と接続して植物か
ら検出した電気信号を解析及び記憶及び表示等をするコ
ンピュータとを含んで構成した。
【０００５】［作用］ あらかじめ、化学的刺激の付与
に対して種々の植物が応答する基準環境応答信号が判明
している。一方、自然界で、環境因子の影響を受けてい
る同種同科の植物の電位の変化及びその波形を計測し、
同種同科の植物の前記基準環境応答信号と比較すること
により、この植物が影響を受けている化学物質の種類
と、その濃度を環境測定データとして取り出すことがで
きる。この環境測定データは、無線送信機によって無線
信号として送信され、地上に設置した無線受信機又は、
宇宙空間の通信衛星を経由して電話回線に入る。この電
話回線とコンピュータを接続しておくことにより、当該
植物から計測した環境測定データは、オンラインで、し
かもリアルタイムでコンピュータに入力され、コンピュ
ータの働きにより、解析及び記憶及び表示等の処理をし
て環境測定が行われる。このようにして、専用のセンサ
ーが設置されていない場所でも、植物を用いることによ
り、広域で多数地点における環境測定が可能である。
に対して種々の植物が応答する基準環境応答信号が判明
している。一方、自然界で、環境因子の影響を受けてい
る同種同科の植物の電位の変化及びその波形を計測し、
同種同科の植物の前記基準環境応答信号と比較すること
により、この植物が影響を受けている化学物質の種類
と、その濃度を環境測定データとして取り出すことがで
きる。この環境測定データは、無線送信機によって無線
信号として送信され、地上に設置した無線受信機又は、
宇宙空間の通信衛星を経由して電話回線に入る。この電
話回線とコンピュータを接続しておくことにより、当該
植物から計測した環境測定データは、オンラインで、し
かもリアルタイムでコンピュータに入力され、コンピュ
ータの働きにより、解析及び記憶及び表示等の処理をし
て環境測定が行われる。このようにして、専用のセンサ
ーが設置されていない場所でも、植物を用いることによ
り、広域で多数地点における環境測定が可能である。
【０００６】［実施例］本発明を図面に基づいて具体的
に説明すると、図１は植物の生体応答信号を検出する原
理を示す。植物に外部から化学的刺激（例えば、硫酸、
硝酸など）を付与すると、植物の細胞膜に多数存在する
イオンチャンネル（開閉するゲートのようなもの）が活
性化し、開閉動作を起こす。このイオンチャンネルの開
閉動作によってイオンの移動が起こり、細胞膜に膜電位
が生じる。この膜電位は、植物に外部から付与した化学
的刺激の種類及び濃度によって変化する。このことから
逆に膜電位を計測することによって、植物に外部から付
与された化学的刺激の種類及び濃度を求めることが可能
である。ところで、膜電位を計測する方法としては、パ
ッチクランプ法が知られているが、この方法は、電極を
細胞に直接押し当てる必要があり、研究室では有効であ
るが一般実用的ではない。本発明の方法は、植物の外表
面（葉又は枝の表皮）に電極を貼付して、膜電位の変化
を、この電極で電気信号として検出するものであり、特
殊な技術と装置を必要としないため実用的である。図１
に示すように、植物の葉又は枝の外表面に、銀−塩化銀
と糊状の電解質ペーストよりなる２つの電極を貼付し、
基準電位（アース）との差と当該２つの電極間の差よ
り、双極誘導法により膜電位を電気信号として計測する
ものである。即ち、図１に示すように、電圧増幅器の入
力３端子の内、２つを前記電極に接続し、残りの１つを
アースとして固定する。該電圧増幅器の出力端子には、
波形計測器を接続して、前記電極で検出した電気信号
（電圧増幅器で約２万倍に増幅した電気信号）を時間と
共に連続的に測定するようにした。このようにして植物
の細胞膜の膜電位の変化（生体応答信号）を波形計測器
で測定することができる。尚、前記電圧増幅器は、高入
力インピーダンス、低ノイズ、高利得の差動増幅方式に
よるものであり、前記波形計測器は、例えば電子式周波
数記録計を用い、記録用紙に前記電気信号の軌跡を描く
ようにした。
に説明すると、図１は植物の生体応答信号を検出する原
理を示す。植物に外部から化学的刺激（例えば、硫酸、
硝酸など）を付与すると、植物の細胞膜に多数存在する
イオンチャンネル（開閉するゲートのようなもの）が活
性化し、開閉動作を起こす。このイオンチャンネルの開
閉動作によってイオンの移動が起こり、細胞膜に膜電位
が生じる。この膜電位は、植物に外部から付与した化学
的刺激の種類及び濃度によって変化する。このことから
逆に膜電位を計測することによって、植物に外部から付
与された化学的刺激の種類及び濃度を求めることが可能
である。ところで、膜電位を計測する方法としては、パ
ッチクランプ法が知られているが、この方法は、電極を
細胞に直接押し当てる必要があり、研究室では有効であ
るが一般実用的ではない。本発明の方法は、植物の外表
面（葉又は枝の表皮）に電極を貼付して、膜電位の変化
を、この電極で電気信号として検出するものであり、特
殊な技術と装置を必要としないため実用的である。図１
に示すように、植物の葉又は枝の外表面に、銀−塩化銀
と糊状の電解質ペーストよりなる２つの電極を貼付し、
基準電位（アース）との差と当該２つの電極間の差よ
り、双極誘導法により膜電位を電気信号として計測する
ものである。即ち、図１に示すように、電圧増幅器の入
力３端子の内、２つを前記電極に接続し、残りの１つを
アースとして固定する。該電圧増幅器の出力端子には、
波形計測器を接続して、前記電極で検出した電気信号
（電圧増幅器で約２万倍に増幅した電気信号）を時間と
共に連続的に測定するようにした。このようにして植物
の細胞膜の膜電位の変化（生体応答信号）を波形計測器
で測定することができる。尚、前記電圧増幅器は、高入
力インピーダンス、低ノイズ、高利得の差動増幅方式に
よるものであり、前記波形計測器は、例えば電子式周波
数記録計を用い、記録用紙に前記電気信号の軌跡を描く
ようにした。
【０００７】ところで、自然環境は酸性雨、大気汚染、
水質汚染等、さまざまな汚染にさらされている。例えば
酸性雨を例にとると、湖沼の魚の死滅や森林の枯死など
の被害が拡大しており、特に二酸化炭素を吸収する森林
破壊は人間にとって深刻である。ここで酸性雨とは、石
炭や石油の燃焼によって出る、窒素酸化物（ＮＯｘ）や
硫黄酸化物（ＳＯｘ）が、大気中で硝酸イオンや硫酸イ
オンに変化し、強い酸性の雨となって降ることを言い、
ｐＨ（水素イオン指数）が５．６以下の雨を酸性雨とい
う。即ち、降雨のｐＨと大気中の酸濃度（窒素酸化物や
硫黄酸化物の濃度）には相関があることが判明してい
る。本発明者等の研究によると、植物に対して人工的に
硝酸イオンや硫酸イオン（水素イオン）の化学的刺激を
付与すると、植物は応答（数μＶから数十μＶの電位の
変化）し、図２に示すような周波数と波形パターンを描
くことが判明している。即ち、パキラ（学名：ｐａｃｈ
ｉｒａａｑｕａｔｉｃａ）、インドゴムノキ（学名：ｆ
ｉｃｕｓ ｅｌａｓｔｉｃａＲｏｘｂ）に対しては、次
のような化学的刺激に対する生体電位がある。硝酸付与
−−−密閉したビニルハウス（約１立米）の中にパキラ
を置き、硝酸（ＨＮＯ３）を濃度０．０１ｍｏｌ／ｌ
（ｐＨ２）及び０．０００１ｍｏｌ／ｌ（ｐＨ４）にし
たもの各々１リットルを前記ビニルハウス内に噴霧状に
して送出し、該パキラに付与する。純水付与−−−密閉
したビニルハウス（約１立米）の中にパキラを置き、純
水（ｐＨ７）１リットルを前記ビニルハウス内に噴霧状
にして送出し、該パキラに付与する。上記の化学的刺激
に対する植物の生体電位応答が、次のような特性を持つ
ことを明らかにすることができた。 （１）硝酸濃度０．０１ｍｏｌ／ｌ（ｐＨ２）付与に対
する応答 応答波形は基本的に双曲線の形を示す。その電位変化の
周波数領域は１〜１６Ｈｚで、電位は９〜１２μＶであ
る。 （２）硝酸濃度０．０００１ｍｏｌ／ｌ（ｐＨ４）付与
に対する応答 応答波形は基本的に双曲線の形を示す。その電位変化の
周波数領域は１〜２７Ｈｚで、電位は４〜６μＶであ
る。 （３）純水（ｐＨ７）付与に対する応答 応答波形はほぼ直線で変化は見られない。
水質汚染等、さまざまな汚染にさらされている。例えば
酸性雨を例にとると、湖沼の魚の死滅や森林の枯死など
の被害が拡大しており、特に二酸化炭素を吸収する森林
破壊は人間にとって深刻である。ここで酸性雨とは、石
炭や石油の燃焼によって出る、窒素酸化物（ＮＯｘ）や
硫黄酸化物（ＳＯｘ）が、大気中で硝酸イオンや硫酸イ
オンに変化し、強い酸性の雨となって降ることを言い、
ｐＨ（水素イオン指数）が５．６以下の雨を酸性雨とい
う。即ち、降雨のｐＨと大気中の酸濃度（窒素酸化物や
硫黄酸化物の濃度）には相関があることが判明してい
る。本発明者等の研究によると、植物に対して人工的に
硝酸イオンや硫酸イオン（水素イオン）の化学的刺激を
付与すると、植物は応答（数μＶから数十μＶの電位の
変化）し、図２に示すような周波数と波形パターンを描
くことが判明している。即ち、パキラ（学名：ｐａｃｈ
ｉｒａａｑｕａｔｉｃａ）、インドゴムノキ（学名：ｆ
ｉｃｕｓ ｅｌａｓｔｉｃａＲｏｘｂ）に対しては、次
のような化学的刺激に対する生体電位がある。硝酸付与
−−−密閉したビニルハウス（約１立米）の中にパキラ
を置き、硝酸（ＨＮＯ３）を濃度０．０１ｍｏｌ／ｌ
（ｐＨ２）及び０．０００１ｍｏｌ／ｌ（ｐＨ４）にし
たもの各々１リットルを前記ビニルハウス内に噴霧状に
して送出し、該パキラに付与する。純水付与−−−密閉
したビニルハウス（約１立米）の中にパキラを置き、純
水（ｐＨ７）１リットルを前記ビニルハウス内に噴霧状
にして送出し、該パキラに付与する。上記の化学的刺激
に対する植物の生体電位応答が、次のような特性を持つ
ことを明らかにすることができた。 （１）硝酸濃度０．０１ｍｏｌ／ｌ（ｐＨ２）付与に対
する応答 応答波形は基本的に双曲線の形を示す。その電位変化の
周波数領域は１〜１６Ｈｚで、電位は９〜１２μＶであ
る。 （２）硝酸濃度０．０００１ｍｏｌ／ｌ（ｐＨ４）付与
に対する応答 応答波形は基本的に双曲線の形を示す。その電位変化の
周波数領域は１〜２７Ｈｚで、電位は４〜６μＶであ
る。 （３）純水（ｐＨ７）付与に対する応答 応答波形はほぼ直線で変化は見られない。
【０００８】上記から明らかなように、付与するｐＨ
（水素イオン指数）のちがいにより植物の応答波形は変
わらないが、その電位変化の周波数が大きく変化し、
又、電位も変化する。しかし、ｐＨ７（中性）を付与し
た場合は何も応答しない。これらのことから逆に、植物
の応答波形及び電位を測定して、基準環境応答信号（予
め、植物に対して人工的に化学的刺激を付与して、植物
の生体応答を電位変化の周波数及び電位で計測したも
の）と比較することにより、例えば、自然環境下におけ
るｐＨ値（酸性度）を計測することができる。
（水素イオン指数）のちがいにより植物の応答波形は変
わらないが、その電位変化の周波数が大きく変化し、
又、電位も変化する。しかし、ｐＨ７（中性）を付与し
た場合は何も応答しない。これらのことから逆に、植物
の応答波形及び電位を測定して、基準環境応答信号（予
め、植物に対して人工的に化学的刺激を付与して、植物
の生体応答を電位変化の周波数及び電位で計測したも
の）と比較することにより、例えば、自然環境下におけ
るｐＨ値（酸性度）を計測することができる。
【０００９】図３において、１は植物、２は植物１の葉
（又は枝）の外表面の電位変化を検出するための検知セ
ンサーで、該検知センサーは植物の葉や枝に貼付した２
つの銀−塩化銀電極よりなる。３は検知センサー２で検
出した生体信号の電圧増幅器で、該電圧増幅器は、低雑
音かつ高利得の差動増幅方式のものである。即ち、該電
圧増幅器の３端子の内、２つを前記検知センサーに接続
し、残りの１つをアースとして固定することにより、双
極誘導法により植物の外表面における生体電位を電気信
号（電圧）として計測できるようにした。４は電圧増幅
器３で増幅した信号の周波数波形を解析、弁別する波形
計測器で、前記電圧増幅器３の出力する電気信号（生体
応答信号）を受けて、該電気信号の複合周波数成分を周
波数毎に弁別できるようにした。５は波形計測器４で弁
別された信号を無線信号で送信するための無線送信機で
あり、６は該無線送信機のアンテナである。即ち、植物
１の葉（又は枝）の外表面に貼付した検知センサー２で
検出した生体応答信号は、電圧増幅器３で増幅され、波
形計測器４で周波数弁別され、無線送信機５で無線信号
として空中に送出されるものである。
（又は枝）の外表面の電位変化を検出するための検知セ
ンサーで、該検知センサーは植物の葉や枝に貼付した２
つの銀−塩化銀電極よりなる。３は検知センサー２で検
出した生体信号の電圧増幅器で、該電圧増幅器は、低雑
音かつ高利得の差動増幅方式のものである。即ち、該電
圧増幅器の３端子の内、２つを前記検知センサーに接続
し、残りの１つをアースとして固定することにより、双
極誘導法により植物の外表面における生体電位を電気信
号（電圧）として計測できるようにした。４は電圧増幅
器３で増幅した信号の周波数波形を解析、弁別する波形
計測器で、前記電圧増幅器３の出力する電気信号（生体
応答信号）を受けて、該電気信号の複合周波数成分を周
波数毎に弁別できるようにした。５は波形計測器４で弁
別された信号を無線信号で送信するための無線送信機で
あり、６は該無線送信機のアンテナである。即ち、植物
１の葉（又は枝）の外表面に貼付した検知センサー２で
検出した生体応答信号は、電圧増幅器３で増幅され、波
形計測器４で周波数弁別され、無線送信機５で無線信号
として空中に送出されるものである。
【００１０】図４において、植物１の葉（又は枝）に貼
付した検知センサー２で検出した電位信号は、電圧増幅
器３及び波形計測器４を介し無線送信機５に入力され、
アンテナ６から無線信号として空中に送出するようにし
た。７は前記無線信号の受信用アンテナ、８は無線受信
機であり、該無線受信機は前記無線信号を受信して、こ
れを電話回線の信号に変換して公衆電話回線に接続す
る。９は公衆電話回線（専用電話回線であってもよい）
であり、１０は公衆電話回線９と接続したコンピュータ
である。即ち、植物の葉（又は枝）の外表面から検知セ
ンサー２で検出した電位信号は、増幅され周波数弁別さ
れた後、無線信号に変換され、無線受信機８を介して公
衆電話回線９からコンピュータ１０に送信され、該コン
ピュータは送信されたデータを連続的に取り込み、演
算、分析、記憶、表示等ができるようにした。コンピュ
ータ１０は、受信したデータを基に演算、分析を行い、
植物１における環境状態を、該コンピュータの表示画面
にグラフ、図、数字、記号等を用いて表示するようにし
た。即ち、コンピュータ１０の中には、予め植物１に対
する化学的刺激による該植物の応答がパターン化された
波形情報（予め健康な状態の下で、植物に対して人工的
に化学的刺激を付与し、植物の葉や枝の外表面の生体電
位の変化を計測し、この計測した電気信号の電位及び周
波数の波形を解析し、これを当該同種同科の植物におけ
る基準環境応答信号とする）が内蔵（記憶）されてい
て、この記憶情報と前記コンピュータ１０が受信したデ
ータ（入力情報）とを比較し、植物１が受けているであ
ろう化学的刺激（例えば酸性雨、大気汚染など）の種類
とその濃度を算出するものである。そして、植物１、検
知センサー２、電圧増幅器３、波形計測器４、無線送信
機５、アンテナ６は１計測単位で必要な構成であるが、
この構成を多数地点で設けることにより、広域で多数地
点の環境計測ができるように構成している。
付した検知センサー２で検出した電位信号は、電圧増幅
器３及び波形計測器４を介し無線送信機５に入力され、
アンテナ６から無線信号として空中に送出するようにし
た。７は前記無線信号の受信用アンテナ、８は無線受信
機であり、該無線受信機は前記無線信号を受信して、こ
れを電話回線の信号に変換して公衆電話回線に接続す
る。９は公衆電話回線（専用電話回線であってもよい）
であり、１０は公衆電話回線９と接続したコンピュータ
である。即ち、植物の葉（又は枝）の外表面から検知セ
ンサー２で検出した電位信号は、増幅され周波数弁別さ
れた後、無線信号に変換され、無線受信機８を介して公
衆電話回線９からコンピュータ１０に送信され、該コン
ピュータは送信されたデータを連続的に取り込み、演
算、分析、記憶、表示等ができるようにした。コンピュ
ータ１０は、受信したデータを基に演算、分析を行い、
植物１における環境状態を、該コンピュータの表示画面
にグラフ、図、数字、記号等を用いて表示するようにし
た。即ち、コンピュータ１０の中には、予め植物１に対
する化学的刺激による該植物の応答がパターン化された
波形情報（予め健康な状態の下で、植物に対して人工的
に化学的刺激を付与し、植物の葉や枝の外表面の生体電
位の変化を計測し、この計測した電気信号の電位及び周
波数の波形を解析し、これを当該同種同科の植物におけ
る基準環境応答信号とする）が内蔵（記憶）されてい
て、この記憶情報と前記コンピュータ１０が受信したデ
ータ（入力情報）とを比較し、植物１が受けているであ
ろう化学的刺激（例えば酸性雨、大気汚染など）の種類
とその濃度を算出するものである。そして、植物１、検
知センサー２、電圧増幅器３、波形計測器４、無線送信
機５、アンテナ６は１計測単位で必要な構成であるが、
この構成を多数地点で設けることにより、広域で多数地
点の環境計測ができるように構成している。
【００１１】尚、電圧増幅器３及び波形計測器４及び無
線送信機５及びアンテナ６は、一体化構造とすることが
できる。また、無線送信機５及び無線受信機８に関する
無線通信伝送方法は、簡易型携帯電話システム（ＰＨ
Ｓ）を利用できる外、通信衛星を利用することができ
る。
線送信機５及びアンテナ６は、一体化構造とすることが
できる。また、無線送信機５及び無線受信機８に関する
無線通信伝送方法は、簡易型携帯電話システム（ＰＨ
Ｓ）を利用できる外、通信衛星を利用することができ
る。
【００１２】［発明の効果］本発明は上述のように、植
物の生体応答を利用して環境測定ができることから、人
間及び他の生物の生態に密着した環境データの把握が可
能であると共に、オンライン信号伝送方法によりリアル
タイムでしかも広域の環境測定が可能になる外、植物が
あればどこででも測定でき、特殊で高価な設備を必要と
しないため、経済的に環境測定システムを構築並びに運
用できる効果がある。
物の生体応答を利用して環境測定ができることから、人
間及び他の生物の生態に密着した環境データの把握が可
能であると共に、オンライン信号伝送方法によりリアル
タイムでしかも広域の環境測定が可能になる外、植物が
あればどこででも測定でき、特殊で高価な設備を必要と
しないため、経済的に環境測定システムを構築並びに運
用できる効果がある。
【図１】植物の膜電位及びこれを植物の外表面で生体信
号として検出する方法の一例を示す概略説明図である。
号として検出する方法の一例を示す概略説明図である。
【図２】植物から計測した電気信号の電位及び周波数波
形の一例を示す説明図である。
形の一例を示す説明図である。
【図３】植物から電位信号を検出し、これを電気信号と
して送出する方法の一例を示す概略説明図である。
して送出する方法の一例を示す概略説明図である。
【図４】本発明を実施する装置の一例を示す概略説明図
である。
である。
１・・・植物 ２・・・検知センサー ３・・
・電圧増幅器 ４・・・波形計測器 ５・・・無線送信機 ６・・
・送信用アンテナ ７・・・受信用アンテナ ８・・・無線受信機 ９・・
・公衆電話回線 １０・・・コンピュータ
・電圧増幅器 ４・・・波形計測器 ５・・・無線送信機 ６・・
・送信用アンテナ ７・・・受信用アンテナ ８・・・無線受信機 ９・・
・公衆電話回線 １０・・・コンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】 前もって、植物に対して人工的に化学的
刺激を付与して、植物の生体応答を電位の変化で計測
し、その周波数の波形を解析し、電位の変化及び波形
と、付与した化学的刺激の相関を求め、これを当該同種
同科の植物における基準環境応答信号とすると共に、一
方、自然界で、環境因子の影響を受けている同種同科の
植物の電位の変化及びその波形を計測し、前記基準環境
応答信号と比較して、該植物の環境における化学物質の
種類と、その濃度を求めることにより、環境測定が可能
となることを特長とする、植物を用いた環境測定方法。 - 【請求項２】 植物の葉や枝に貼付した電極で構成する
検知センサーと、この検知センサーで検出した電気信号
の電圧増幅器と、前記電気信号の周波数の波形を解析す
る波形計測器と、前記の電圧増幅器及び波形計測器から
出力される電気信号を無線信号で送信する無線送信機
と、前記無線信号を受信する無線受信機と、この受信機
と接続した電話回線と、この電話回線と接続して植物か
ら検出した電気信号の解析及び記憶及び表示等をするコ
ンピュータとを含んで構成したことを特長とする、植物
を用いた環境測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26079797A JPH1156101A (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | 植物を用いた環境測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26079797A JPH1156101A (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | 植物を用いた環境測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1156101A true JPH1156101A (ja) | 1999-03-02 |
Family
ID=17352886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26079797A Pending JPH1156101A (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | 植物を用いた環境測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1156101A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020028033A (ko) * | 2000-10-06 | 2002-04-15 | 구자홍 | Ｌｃｄ 백라이트 모듈 및 그의 마이크로 렌즈 어레이 시트제조 방법 |
| US7058509B2 (en) * | 2002-09-23 | 2006-06-06 | Columbia Technologies, Llc | System, method and computer program product for subsurface contamination detection and analysis |
| US7512167B2 (en) * | 2004-09-24 | 2009-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| JP2009095344A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Nagasaki Univ | 植物体の適応応答測定装置及び植物体の適応応答測定方法 |
| JP2019152521A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 富士通株式会社 | 位置検出システム及び位置検出プログラム |
-
1997
- 1997-08-19 JP JP26079797A patent/JPH1156101A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020028033A (ko) * | 2000-10-06 | 2002-04-15 | 구자홍 | Ｌｃｄ 백라이트 모듈 및 그의 마이크로 렌즈 어레이 시트제조 방법 |
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| US7961768B2 (en) | 2004-09-24 | 2011-06-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
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|---|---|---|---|
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