センサーの基本と原理

よくいわれるように「最もよいロボットのお手本は人間である」と 同じように計測システムやセンシングシステムのお手本は 生物の検知器官である。 人間の感覚器官は他の動物に劣るものも多いが， 一般の機械から比べるとバランスの取れたセンサシステムを持つ。 特に人間においては 頭脳をも その器官に含めて考えると 驚異的に素晴らしいセンシング技術を備えている。 古くから，例えば中国では，眼がん耳じ鼻び 舌ぜつ身しん意いといって 人間の六種の感覚器官を表現する。 この「意」という語彙は 宗教的啓示や推論を意味することが多いが， 他の5つの感覚器官のハードと異なり，そこから得られた情報を総合的に整理し ，過去の解析結果を合わせて結論を導出するソフトを示し， ここでは論理思考を示す。

実際のセンサには次のような特性がある。

• 計測対象となる物理・化学量
• 計測可能の範囲(ダイナミックレンジ)
• 検出原理
• 繰り返し計測での精度
• 線形性
• ヒステリシス
• 出力信号の種類(電流か電圧か)と強度
• 計測出力の温度や電磁気による影響

センサーはそれぞれの使用法や計測の程度に合わせて， 上記の特性に対する要求度が異なる。

多くのセンサーは， 物理化学現象や効果を組み合わせ， エネルギや情報の変換器を構成している。 次の表2.1に基本センサーの概略を示す。 また表2.2にいくつかの物理法則を示す。

この他にも， 力学での効果や現象である ``弾性効果'', ``低温効果'', ``結晶効果''， 流体力学で用いられる ``コアンダ効果， ``カルマン渦現象 などの効果や現象など 非常に多くの効果や現象が知られている。

これらの現象や効果についての詳細は，理化学辞典や文献 を参照されたい。

第六感は，その客観性の証明が困難なことから「勘」と呼ばれ，いいかげんなこ ともある。しかし，経験者の「勘」は研究の動機になったり，偉大な新発見の原 動力になったりする。 これは，過去の経験や豊富な分析が判断の元になっているからであり。 人間の第六感を喚起させる出力を目標とするばかりではなく、 人工知能として 最新の計測は，まさに計算機による第六感を目指すことになる。