(57)【要約】  化学物質または他の毒物を監視する方法およびシステムは、監視領域で物質に対し第１レベルの感度を有する複数の第１型センサを作動させることを含む。同時に、監視領域で物質に対し第２レベルの感度を有する第２型センサが作動する。ここで第２レベルの感度は第１レベルの感度より少なくとも１０倍高い感度である。監視領域における物質の有無を決定するために、複数の第１型センサおよび第２型センサからの入力は中央位置で受信されかつ解析される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学物質または毒物を監視する方法であって、
監視領域で物質に対し第１レベルの感度を有する複数の第１型センサを作動させること、
前記監視領域で前記物質に対し第２レベルの感度を有する第２型センサを同時に作動させ、前記第２レベルの感度は前記第１レベルの感度より少なくとも１０倍高い感度であること、および
前記監視領域で前記物質の有無を決定するために、前記複数の第１型センサおよび前記第２型センサからの入力を中央位置で受信しかつ解析すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記第２レベルの感度が前記第１レベルの感度より少なくとも１００倍高い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の第１型センサおよび前記第２型センサが両方とも連続的に作動する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１型センサおよび前記第２型センサが両方ともケミレジスタに基づくセンサアレイを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ケミレジスタに基づくセンサアレイが導電性ポリマ複合材料蒸気センサを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第２型センサに予備濃縮器を設けることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記物質が、化学兵器物質および毒性工業化学物質から成る群からの１つまたはそれ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１レベルの感度がＩＤＬＨ（生命および健康に直ちに危険な）レベルであり、前記第２レベルの感度がＰＥＬ（許容曝露レベル）レベルである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ケミレジスタセンサアレイが単一センサアレイ上の直交感知技術を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
第１型センサおよび第２型センサの両方からの解析されたデータが、特定の物質の存在を示す場合にのみ、警報を起動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第１型センサまたは第２型センサのいずれかからのデータに適用された２つの別個の解析モデルが特定の物質の存在を示す場合にのみ、警報を起動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記解析モデルが、センサの型もしくは位置またはある場所におけるセンサの密度に基づいて、異なるセンサに異なる重みを割り当てることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
２つの別個の解析モデルからの結果がＩＤＬＨレベルの濃度で試験された全ての物質に対して０．０１％未満の偽警報率および５％未満の偽陽性率を示すように構成されたモデルに基づいて、警報の起動が決定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
化学物質または他の毒物を監視するためのシステムであって、
物質に対し第１レベルの感度を有し、監視領域に配置された複数の第１型センサと、
前記物質に対し第２レベルの感度を有し、前記監視領域に配置された第２型センサと、
前記複数の第１型センサおよび前記第２型センサに接続された中央解析ユニットと、
を含み、前記監視領域で前記物質の有無を決定するために、前記中央解析ユニットが前記複数の第１型センサおよび前記第２型センサからのデータを解析するように構成されたシステム。
【請求項１５】
前記第１型センサおよび前記第２型センサがケミレジスタに基づくセンサアレイを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ケミレジスタに基づくセンサアレイが、導電性ポリマに基づく蒸気センサを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第２型センサが予備濃縮器をさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
第１型センサおよび第２型センサの両方からの入力が特定の物質の存在を示す場合にのみ、前記中央解析ユニットが警報を起動させるように構成された、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
２つの別個の解析モデルが、第１型センサまたは第２型センサのいずれかからの入力を提供されたときに、各々特定の物質の存在を示す場合にのみ、前記中央解析ユニットが警報を起動させるように構成された、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
化学物質または毒物を監視するための方法であって、
監視領域で物質に対し第１レベルの感度を有する第１型センサを作動させること、
前記監視領域で前記物質に対し第２レベルの感度を有する第２型センサを作動させること、および
前記監視領域で前記物質の有無を決定するために、前記第１型センサおよび前記第２型センサからの入力を中央位置で受信しかつ解析すること、
を含み、前記第１型センサおよび前記第２型センサが各々単一のセンサアレイ上の複数の直交感知技術を含み、前記感知技術の各々でトランスダクションメカニズムが電気抵抗の変化を検出する方法。
【請求項２１】
前記第１型センサおよび前記第２型センサにおけるセンサの少なくとも１つが導電性材料および非導電性材料の領域を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
化学物質または他の毒物を監視するためのシステムであって、
物質に対し第１レベルの感度を有し、監視領域に配置された第１型センサと、
前記物質に対し第２レベルの感度を有し、前記監視領域に配置された第２型センサと、
前記第１型センサおよび前記第２型センサに接続された中央解析ユニットと、
を含み、
前記監視領域で前記物質の有無を決定するために、前記中央解析ユニットが前記第１型センサおよび前記第２型センサからのデータを解析し、
前記第１型センサまたは前記第２型センサの少なくとも１つが単一のセンサアレイに複数の直交感知技術を含み、前記感知技術の各々でトランスダクションメカニズムが電気抵抗の変化を検出するように構成されたシステム。
【請求項２３】
前記単一のセンサアレイの前記直交感知技術が、真性導電性ポリマ（ＩＣＰ）、ＩＣＰから作られた複合材料、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）から作られたセンサ、ＳＷＣＮＴから作られた複合材料、金属酸化物半導体センサ、およびポルフィリン材料から作られたセンサから成る群のうちのそれぞれ２つまたはそれ以上から作られたそれぞれ２つまたはそれ以上のセンサを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１型センサまたは前記第２型センサの少なくとも１つが導電性材料および非導電性材料の領域を有する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記単一のセンサアレイの前記直交感知技術が、
真性導電性ポリマ（ＩＣＰ）、ＩＣＰから作られた複合材料、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）から作られたセンサ、ＳＷＣＮＴから作られた複合材料、金属酸化物半導体センサ、ポルフィリン材料から作られたセンサ、および金属または金属酸化物から作られた金属ナノチューブから作られたセンサから成る群のうちのそれぞれ２つ以上から作られたそれぞれ２つまたはそれ以上のセンサを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
化学物質または毒物を監視するための方法であって、
監視領域で１群の物質に対し第１レベルの特異性を有する複数の第１型センサを作動させること、
前記監視領域で前記物質群に対し第２レベルの特異性を有する第２型センサを同時に作動させ、前記第２レベルの特異性が前記第１レベルの特異性より高いこと、および
前記監視領域で物質の有無を決定するために、前記複数の第１型センサおよび前記第２型センサからの入力を中央位置で受信しかつ解析すること、
を含む方法。
【請求項２７】
規定の性能標準に適合するようにモデル化し、かつコストを最小化することにより、前記監視領域における前記第１型および第２型センサの最適なレイアウトおよび個数を決定することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
規定の性能標準に適合するようにモデル化し、かつコストを最小化することにより、前記監視領域における前記第１および第２型センサの最適なレイアウトおよび個数を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連技術の相互参照）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００４年４月２２日に出願した仮出願第６０／５６４，２３３号の優先権の利益を主張し、その開示を完全に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般的に、異なる感度を有する自律センサを使用して化学物質または他の毒物についてある領域を監視するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
非対称性攻撃の危険性の高まりは、分散化学物質検出器、又は現行の解決策に比較して他の物質について非常に優れた偽陽性率を持つ化学物質検出器の必要性を高めてきた。生物学的またはその他の有害物質を検出するために２層センサを使用することは知られている。しかし、２層センサのこれらの公知の構成は一般的に、より高感度またはより高い信頼性のセンサは、より低感度またはより低い信頼性のセンサが最初に監視対象の物質の存在を検出したときにだけ作動またはトリガされるように、同一センサ位置に配置された２種類のセンサから構成される。
【０００４】
しかし、テロリズムがもたらす危険性に鑑みて、化学兵器および他の毒物の幾つかを広大な領域にわたって監視する必要がある。そのような公知の同一場所に配置されたデュアルセンサの使用は、監視する必要のあるそのような広大な領域を網羅するために使用する場合、法外な程高価につくおそれがある。
【発明の開示】
【０００５】
特定の実施形態では、本発明は、監視領域で物質に対し第１レベルの感度を有する複数の第１型センサを作動させること、同時に監視領域で物質に対し第２レベルの感度を有する複数の第２型センサを作動させること、ここで第２レベルの感度は第１レベルの感度より少なくとも１０倍高い感度であること、および監視領域における物質の有無を決定するために複数の第１型センサおよび第２型センサからの入力を中央位置で受信しかつ解析することを含む、化学物質または他の毒物を監視する方法を提供する。
【０００６】
特定の実施形態では、複数の第１型センサおよび第２型センサの両方が連続的に作動する。
【０００７】
特定の実施形態では、第１型センサおよび第２型センサの両方が、ケミレジスタ（chemiresistor）に基づくセンサアレイである。
【０００８】
特定の実施形態では、ケミレジスタに基づくセンサアレイは導電性ポリマ複合材料蒸気センサである。
【０００９】
特定の実施形態では、第２型センサには予備濃縮器（preconcentrator）が設けられる。
【００１０】
特定の実施形態では、本発明は、物質に対し第１レベルの感度を有し監視領域に配置された複数の第１型センサと、物質に対し第２レベルの感度を有し監視領域に配置された第２型センサと、複数の第１型センサおよび第２型センサに接続された中央解析ユニットとを含み、監視領域における物質の有無を決定するために、中央解析ユニットが複数の第１型センサおよび第２型センサからのデータを解析する、化学物質または他の毒物を監視するためのシステムを提供する。
【００１１】
特定の実施形態では、本発明は、監視領域で物質に対し第１レベルの感度を有する第１型センサを作動させること、監視領域で物質に対し第２レベルの感度を有する第２型センサを作動させること、および監視領域における物質の有無を決定するために、第１型センサおよび第２型センサからの入力を中央位置で受信しかつ解析することを含み、第１型センサおよび第２型センサが各々単一のセンサアレイに複数の直交感知技術を含み、感知技術の各々におけるトランスダクション（transduction）メカニズムが電気抵抗の変化を検出する、化学物質または他の毒物を監視するための方法を提供する。
【００１２】
特定の実施形態では、本発明は、物質に対し第１レベルの感度を有し監視領域に配置された第１型センサと、物質に対し第２レベルの感度を有し監視領域に配置された第２型センサと、第１型センサおよび第２型センサに接続された中央解析ユニットとを含み、監視領域における物質の有無を決定するために、中央解析ユニットが第１型センサおよび第２型センサからのデータを解析し、第１型センサまたは第２型センサの少なくとも１つが単一のセンサアレイに複数の直交感知技術を含み、感知技術の各々におけるトランスダクションメカニズムが電気抵抗の変化を検出する、化学物質または他の毒物を監視するためのシステムを提供する。
【００１３】
特定の他の実施形態では、本発明は、監視領域である物質群に対し第１レベルの特異性を有する複数の第１型センサを作動させること、同時に監視領域で該物質群に対し第２レベルの特異性を有する第２型センサを作動させること、第２レベルの特異性が第１レベルの特異性より特異的であること、および監視領域における物質の有無を決定するために、複数の第１型センサおよび第２型センサからの入力を中央位置で受信しかつ解析することを含む、化学物質または他の毒物を監視するための方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の現在の好適な実施形態を示し、上述した概略説明および下述する詳細説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１５】
出願人は、例えば米国特許第５，５７１，４０１号およびその関連特許に記載されているＣａｌｔｅｃｈでの以前の研究に基づいて、低価格のアレイに基づくナノコンポジット（nanocomposite）ベースのセンサ技術を開発した。これらの特許を全ての目的のために本明細書に組み込まれる。この技術は広範囲の化学物質に敏感であり、環境的に頑健であり、正確であり（例えば偽陽性を起こしにくい）、低価格であり、信頼でき、アップグレードが容易であることが実証されている。
【００１６】
特定の実施形態では、本発明は、この技術に基づく分散監視システムを提供する。このシステムは、生命または健康に直ちに危険な（ＩＤＬＨ）レベル以下（第１レベルの感度の一例として）で検出することのできる、高度に分散された低コスト低感度ノード（またはセンサ）を組み込む。該システムはまた、この検出技術をより高感度のノード、例えば小型予備濃縮器を含むノードと統合する、「真理ノード(truth node)」を組み込む。これらの「真理ノード」（つまりより高感度のノード）は、例えば低コスト低感度のノードより１０倍または１００倍の低レベル濃度で検出するが、しばしば高価であり、かつ測定を行なうのにより長い時間がかかる。これらの２つの検出手法を組み合わせる結果、最低コストで最も有能なシステムが得られる。このシステムは、２つの異なるノード型からの情報を中央位置で、または、１組のセンサ用に各々中心に配置された位置の分散網で、個別にまたは集合的に利用する。特定の実施形態では、システムはまた、システム内の全てのノードを１つの中央位置から監視することを可能にする中央コマンドモニタをも含む。したがって、システム全体を１つの中央位置から監視することができるように、例えば位置の分散網の各々、またはその部分集合は１つの中央位置と通信することができる。
【００１７】
図１は本発明の特定の実施形態に係るセンサの配列を示すブロック図である。図１は単なる例示であって、当業者は、全ての本発明の一部とみなされる様々な変形および代替形を認識するであろう。複数の第１型センサ１０は領域を監視するように配置され、監視領域は１つまたはそれ以上の第２型センサ２０をも含む（図１には１つだけが図示される）。低感度または低い特異性の（したがって一般的に低コストで低電力の）第１型センサ１０および高感度（または高い特異性）の第２型センサ２０からのデータは、中央解析ユニット３０に送信される。中央解析ユニット３０は、第１型および第２型センサからのデータを直接受信する場所に配置することができることに注目されたい。代替的に、中央解析ユニットは、１つまたはそれ以上の監視領域からのデータを、公衆または専用ワイドエリアネットワーク４０（公衆ワイドエリアネットワークであるインターネットとすることができる）で中央位置へ伝送することのできる中央位置５０に配置することができる。さらに別の代替例では、監視領域内の全てのセンサがそれらのデータを「中間」中央解析ユニット３０へ送信し、複数のそのような中間中央解析ユニットは受信したデータを、中央位置５０に配置されたリモート中央解析ユニットへ送信することができる。第１型センサ１０、第２型センサ２０、中央解析ユニット３０、および中央位置５０（その解析ユニットを装備）の各々が、本書でさらに論じるセンサデータの収集、伝送、および解析を実行するように構成されたプロセッサ、メモリ、およびプログラムコードを含むことに注目されたい。
【００１８】
第１型センサ１０および第２型センサ２０から中央解析ユニット３０への通信は、図１に実線で示すように直接ポイントツーポイント通信リンクにより行なうことができる。代替的に、第１型センサ１０および第２型センサ２０は、センサの１つから発信される通信が１つまたはそれ以上の中間ノードまたはセンサを介して宛先中央解析ユニット３０に到達するように、メッシュ型通信網で相互に通信することができる。図１の破線は、発信センサまたはノード１０または２０が中央解析ユニット３０と通信することを可能にする、そのようなメッシュ通信ネットワークにおけるセンサ間またはノード間の通信を示す。
【００１９】
第１および第２型センサは、化学兵器物質（ＣＷＡ）および毒性工業化学物質（ＴＩＣ）の両方の連続分散監視が可能な低コスト、低電力、かつ高感度の化学物質検出器を提供し、建物および施設の改善された監視に備える。
【００２０】
前述の通り、出願人は、Ｃａｌｔｅｃｈにおける以前の研究に基づいて、低コストのアレイに基づくナノコンポジットベースのセンサ技術を開発した。この技術は、広範囲の化学物質に感応し（ＩＤＬＨおよびＰＥＬ検出）、環境的に頑健であり、正確であり（例えば偽陽性を起こしにくい）、低価格であり、信頼でき、アップグレードが容易であることが実証されている。この中核技術について以下で総説し、性能標準を裏付ける結果を詳述する。
【００２１】
本発明の１つの実施形態は、この技術に基づく分散監視システムを提案する。このシステムは、生命または健康に直ちに危険な（ＩＤＬＨ）レベルの濃度以下で検出することのできる、高度分散低コストノード（または第１型センサ）を組み込む。システムはまた、高感度であり非常に低い濃度の関心物質を検出する「真理ノード」（または第２型センサ）をも組み込む。例えば、これらの真理ノードはこの検出技術を小型予備濃縮器と統合することができる。これらの「真理ノード」は、低コストノードより１０から１００倍低いレベルで検出することができるが、一般的に高価であり、測定を行なうのにより長い時間がかかる。これらの２つの検出方法を結合することにより、結果的に可能な限り最っも低コストで最っも有能なシステムが得られる。
【００２２】
今日生産されている最も単純で低コストの化学物質センサは、単一の化合物または１クラスの化合物群の検出に向けられている。典型的な例として電気化学電池、金属酸化物半導体（いわゆる田口センサ）、ピラスタ（pilaster）、および光イオン化検出器が挙げられる。複数の化学物質を識別するように設計された、より洗練されたシステムは、複雑な真空システム、複合サンプリングシステム、または高価な検出スキームである。最近、広範囲の解析物を低コストで識別する能力と、単一化合物検出器の単純さとを結合する、アレイをベースとするセンサが実証されてきた。
【００２３】
導電性ポリマ複合材料蒸気センサのアレイがＣａｌｔｅｃｈ社で開発され、出願人により最適化された。この方法では、化学物質の有無は、化学物質感応抵抗器の電気抵抗の変化を通して検出される。これらのセンサ膜は、導電相の領域と絶縁有機材料の領域とを含む複合材料から誘導される。この方法は、ある範囲の化学結合特性を持つ広範囲のポリマ材料の使用を可能にするので、容易に利用可能な従来のポリマ材料を使用して、アレイ組成物に非常に大きい多様性を達成することができる。蒸気が存在する場合、ポリマの収着誘導膨潤は、膜の膨潤のため、物質の電気抵抗に変化を生じさせる。図２に示すように、蒸気が除去されると、膨潤は逆行し（１０１および１０１’参照）、抵抗はその当初の値に戻る。これらのセンサのこれらの応答は、数万回の蒸気曝露に対して可逆的であるだけでなく、様々な周囲条件下で多数回の試行に対して再現可能でもあることが立証されている。導電相として働くことのできる新しいナノ材料の出現により、さらに大きい化学物質の多様性および感度が達成可能である。
【００２４】
これらのセンサの感度を検証するために、Ｂａｔｔｅｌｌｅ  Ｍｅｍｏｒｉａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＢＭＩ）でのライブ物質試験を完了した。空気中のＨＤ、ＧＢ、ＧＡ、ＤＭＭＰ、およびホスゲン（ＣＧ）についての試験結果は、ハンドヘルド化学物質ポイント検出器の場合に１０億分の１の低レベルの検出を確認している。加えて、最低限度の検出でも、高度の応答反復性およびセンサ安定性が実証された。ＨＤおよびＧＡについて得られたデータの例を図３および４に示す。これらのセンサの場合、全ての試験濃度で、センサ９および１１とセンサ１０および１２との間で、ＨＤとＧＡとの間の区別が明らかに見られる。図３に示すように、びらん剤検出の場合のセンサの結果３０１は、ＨＤ（びらん剤）の存在下の神経剤センサの場合の結果３０５より非常に優れている。同様に、図４に示すように、神経剤センサの結果４０５は、ＧＡ（神経剤）の存在下のびらん剤センサの結果より非常に優れている。一般的に、図５に示すように、これらの被試験センサは、広範囲のびらん剤（０〜５ｍｇ／ｍ3）および神経剤（０〜１ｍｇ／ｍ3）の濃度にわたって線形応答を示す（図５の５０１および５１０参照）。
【００２５】
ＨおよびＧ系物質に加えて、これらの複合材料センサは、より高い蒸気圧（＞１気圧）の血液剤および窒息剤、ホスゲン（ＣＧ）、ならびに青酸ガス（ＡＣ）に対しても顕著な感度を示す。１００ｐｐｍのホスゲンに対して測定された応答の例を、図６の識別プロット６０１に示す。この低い濃度でも、新しいセンサアレイは試験した全ての物質のみならず一般的な化学干渉物質（トルエン、ディーゼル燃料）をも明瞭に区別することができる。血液剤または窒息剤の検出の場合の検出レベルは数ｐｐｍ範囲であると推定される。
【００２６】
特定の実施形態では、上述した感度は、小型予備濃縮器を組み込むことによりさらに向上させることができる。従前の研究は、小型予備濃縮器により１００倍の感度が達成可能であることを明瞭に示した。これは、基本的感知技術がこのレベルを達成することができない場合でも、許容曝露限界（ＰＥＬ）レベルの検出を可能にする。したがって、本発明の特定の実施形態は、ＩＤＬＨ（またはそれ以下の感度の）検出用の単純な感知ノードをＰＥＬ（またはそれ以上の感度）レベルの検出用の予備濃縮器を組み込んだより洗練されたノードと結合することを提供する。
【００２７】
図７のグラフ７０１に示す通り、広範囲の解析物に対するこれらのセンサの検出限界が測定され、一般的にＣＷＡおよびＴＩＣの場合に低ｐｐｂである。青酸ガスおよびホスゲンのようなガスの絶対検出レベルはＣＷＡの場合より高いが、検出能力は依然として、生命および健康に直ちに危険な（ＩＤＬＨ）レベルよりかなり低い。
【００２８】
特定のＴＩＣ（ＮＯ2８０１およびアクリロニトリル８１０）の場合の結果を、図８に検出までの時間対濃度の曲線の形で提示する。出願人は、ＩＤＬＨレベル以下（８０３、８１２）およびＰＥＬレベル以下（８０５、８１４）の関心ＴＩＣを、２分を優に下回る時間内に検出することのできるセンサ材料をすでに開発しており、さらなる改善が達成可能である。
【００２９】
感知システムは、多種多様な湿度、温度、および交絡環境をはじめとする広範囲の外部条件下で実行することができなければならない。ライブ物質試験は、変動する温度および湿度でのセンサの試験を含んでいた。
【００３０】
完全に自律的な装置における検出は、１０から４０℃の間で変動する温度、および１〜８０％の相対湿度の間の湿度、ならびに各々１％のＡＩＦＦ、ディーゼル燃料、漂白剤、不凍剤、アンモニア、ビネガ、床用ワックス、ウィンデックス、およびスプレー９クリーナを含む干渉要素を用いて、５つのハンドヘルド装置に関する有効性確認研究の一環として決定された。これらの結果を以下に要約する。結果は、装置がＧ系神経剤をジョイントサービスオペレーショナル要件（ＪＳＯＲ）（０．１〜１．０ｍｇ／ｍ3）以下で検出することができ、かつびらん剤をＪＳＯＲ要件（２ｍｇ／ｍ3）以下で検出することができることを示した。
【００３１】
温度に関しては、以下の結果が観察された。
０℃では、５つの被試験ユニット全部が作動した（機能試験のみ、物質試験無し）。
１０℃では、５つの被試験ユニット全部が全ての試験で（１０／１０）ＧＢおよびＨＤに対し正常に警報を発した。
４０℃では、５つの被試験ユニット全部が全ての試験で（１０／１０）ＧＢおよびＨＤに対し正常に警報を発した。
【００３２】
上記の結果に基づいて、温度および湿度は、本発明の特定の実施形態で使用されるセンサの信頼できる動作に対する顕著なリスクではない。
【００３３】
合計して３００回を超える有効性確認実験を５種類のハンドヘルド装置に対して実行した。これらのユニットの１つに対する総合予測成功について、受信者動作特性（ＲＯＣ）曲線を使用して解析した。これらの実験の結果は、非常に良好な特異性（偽陽性率）および感度（偽陰性率）を明瞭に示した。
【００３４】
本発明により提供されるセンサの利点の１つは、感知材料の低コスト性を特徴とする技術のみならず、読出し電気機器をも使用すること、ならびに化学物質および他の毒物について大きい領域を連続的にかつ効果的に監視することができるように、（低い感度および／または特異性の）複数の低コストのセンサが（より高い感度および／または特異性の）より高コストのセンサと同時に配列される、本書で論じる２層またはそれ以上の配列のそのようなセンサの使用である。低コストセンサのこの配列は、広く分散された低コスト監視システムに理想的に適している。
【００３５】
この感知技術は産業市場で試験され、この製品は現場で優れた信頼性を実証した。この現場経験に加えて、センサ技術自体の広範な実験室試験が実行された。これらの試験は、予想される物質濃度より高い濃度で試験した場合でも、センサの劣化がほとんど無いことを示した。
【００３６】
成功するセンサの別の要素は、製造工程が頑健であり、製造歩留まりが高いことである。出願人は、ポリマ複合材料センサの頑健な製造工程を開発した。センサの均一性については、ライブ物質試験用に送られたアレイに対して最近調査された。６つの被試験ユニットのトレーニングデータの比較は、これらのユニットにおける高度の均一性を示した。
【００３７】
本発明の特定の実施形態の別の特徴は、システムの拡張性である。検出器はアレイを基にする手法を使用し、これらのセンサは広範囲の化学物質に対して幅広く感応するので、システムは、装置に内蔵するかまたは集中データ解析システムを通して識別アルゴリズムを更新することにより、新しい脅威を検出するように容易にアップグレードすることができる。実際、出願人により販売されている商用ハンドヘルド装置は、内蔵アルゴリズムの簡単な変更により同じ製品を広範囲の異なる用途に使用するために、「ユーザ訓練」するように設計されている。該計器は、これらの変更をエンドユーザが行なうことができるように設計されている。１つの実施形態では、これらのアップグレードは、ダウンロード可能なソフトウェアのアップグレードを介して（ローカルデータ解析が実現される場合）、またはリモートデータ解析が実現される場合にはシームレスに、ユーザに提供される。
【００３８】
本書で前述した通り、本発明の特定の実施形態は、ＣＷＡおよびＴＩＣの検出にポリマ複合材料センサを使用する。これらの既存の材料の性能は、改善された堆積方法および膜の厚さの制御を通して改善することができる。図９のグラフ９０１に示すように、これらのセンサの応答は迅速（一般的に３０秒未満）であるが、応答時間はｔ2に比例する。ここでｔは膜の厚さである。したがって、膜の厚さを１ミクロン（例えば特定の実施形態の膜の厚さ）から５００ｎｍに低減すると、応答時間は４倍改善され、結果的に１０秒より著しく短い応答時間が得られる。したがって、本発明の特定の実施形態は、５００ｎｍ以下の膜の厚さ、および理想的には１００ｎｍ未満の膜の厚さを持つ改善されたセンサを提供する。
【００３９】
複合材料センサの追加の改善は、材料の調査およびそれらの性能の最適化の一環として、非導電相および導電相の改質を通して達成することができる。これらの材料の一部は、以前に示されていたより４〜１０倍優れた感度を持つことができるという示唆がある。
【００４０】
特定の実施形態では、本発明は、センサ感度を改善する新規のフィラー材を使用する。単一壁のカーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）の最近の研究は、二酸化窒素および他の強い酸化剤または還元剤をはじめとする広範囲の化学物質に対する感度が向上する潜在的可能性を示している。特定の金属ナノ粒子導体もまた、化学物質感度が向上したセンサを作ることも最近示されており、これらのセンサも本発明の特定の実施形態で使用される。ＳＷＮＴおよびＳＷＮＴネットワークの使用は、例えばJ. P. Novak et al., APPL. PHYS. LETT., vol. 18, 4026 (2003)に記載されており、それを全ての目的のために本明細書に組み込まれる。
【００４１】
感度の増強に加えて、新しい材料は変化する環境条件に対し頑健でもあることも重要である。上述した各センサ材料に対し、感度、湿度に対する応答、温度安定性、および干渉化合物に対する感度の包括的な試験を実行して、環境条件に対するセンサ材料の頑健さを試験している。
【００４２】
ＣＷ刺激剤検出に的を絞った初期結果は、図１０のグラフ１００１に示すように、これらのセンサが標準的神経剤刺激物であるＤＭＭＰに感応することを明瞭に示す。図１０はまた、ＳＷＮＴネットワークケミレジスタの光学画像１００５およびＡＦＭ画像１０１０、ならびに１００ｐｐｂの神経剤用の化学刺激剤への曝露後の抵抗の測定変化をも示す。ＳＷＮＴネットワークは、従来のフォトリソグラフィー技術を使用して高い歩留まりでパターン形成することができる。ＳＷＮＴネットワークの使用は、個々のＳＷＮＴを配置する必要性を解消し、再現性の高い応答を持つ容易に製造可能な装置を生み出す。
【００４３】
センサ性能を監視するために、広範な実験室試験がセンサ材料に行なわれる。検出対応答時間曲線が生成され、ＰfP（偽陽性の確率）およびＰfn（偽陰性の確率）の初期決定が行なわれる。これらのアレイの一部は次いで、（相互に決定された保証研究所における）ライブ物質試験に送られ、他はシステム試験用の初期プロトタイプに組み込まれる。特定の実施形態では、解析モデルを含むシステムパラメータは、目標Ｐfa＜０．１％および目標Ｐfn＜５％がＩＤＬＨレベルの濃度で予備濃縮無しで全ての被試験化合物に対して達成されるように、調整される。
【００４４】
最適センサアレイは、単一の簡単なプラットフォーム上で直交感知技術を使用する。したがって、最適センサアレイは、おそらく広範囲の導電性および非導電性材料の領域から作られた単一センサアレイのセンサ、真性導電性のポリマ（ＩＣＰ）およびＩＣＰから作られた複合材料に基づくセンサ、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴs）およびＳＷＮＴから作られた複合材料から作られたセンサ、金属酸化物半導体センサ、ポルフィリン材料に基づくセンサ、ならびに金属および金属酸化物から作られた金属ナノチューブに基づくセンサを含め、幾つかの異なるケミレジスタ方法を含む。一般的に、直交感知技術を使用する特定の実施形態では、各センサアレイは異なる型のセンサを含み、全てのセンサにおけるトランスダクションメカニズムが電気特性の変化を測定する。さらに、特定の実施形態では、センサの少なくとも１つが、導電性材料および非導電性材料の領域を有する。
【００４５】
図１１は、異なる型のケミレジスタから構成された単一センサアレイの性能を示すグラフである。図１１に示す通り、複数の型の薄膜ケミレジスタセンサから作られたそのようなアレイは、異なるクラスの解析物蒸気に対し、高度に差別化されるパターンの応答を示す。グラフ１１１０は、単一センサアレイにおけるＰＣＳポリマ複合材料センサの、空気中でＩＤＬＨ濃度レベルのＤＭＭＰに対する応答を示し、グラフ１１２０は、単一センサアレイにおけるＳＷＣＮＴおよびＩＣＰ導電性ポリマセンサの、空気中でＩＤＬＨ濃度レベルのアンモニアの存在に対する応答を示し、グラフ１１３０は、単一センサアレイにおけるＳＷＣＮＴセンサの、空気中でＩＤＬＨ濃度レベルのＨＣＮの存在に対する応答を示す。単一センサアレイにおける直交感知技術の使用は、センサアレイによるより高い信頼性および広範囲の検出をもたらす。
【００４６】
本発明の特定の実施形態の特徴の１つは、低ノイズ測定を達成する電子プラットフォーム、ならびに適切な電力および通信インタフェースの装備である。これらのコンポーネントの詳細設計は改善され得るが、現行設計について以下の段落でさらに詳述する。
【００４７】
出願人は、現行性能がセンサノイズよりむしろ電子ノイズにより制限されることを決定した。したがって、電子ノイズを低減することにより、全体的な信号対雑音および従って感度を改善するように、電子機器の設計を改善することに的が絞られる。電子ノイズを１０分の１に低減することにより、１０倍の感度の向上を導くことができる。
【００４８】
本発明の特定の実施形態に係る問題の１つは、警報をいかにして中央位置に伝達するかに関する。設置の問題（時間、設置コスト等）に応じて道理に適うある２つの競合する技術がある。１つの方法は電力線搬送を使用する。この方法は、ワイヤを使用して重要な情報を伝達するので信頼性上有利であり、かつすでに存在するインフラストラクチャを使用してこの情報を搬送するのでコスト上有利である。この技術の制約は、センサを電力線に接続しなければならないことであり、それは設置コストを増大させ、及び／または利用可能な展開位置を制約することがあり得る。
【００４９】
第２の方法はワイヤレス通信プロトコルである。改善されたメッシュネットワークにより、この方法は、（適切なバッテリ電力を前提として）、低減された設置コストで、どこにでも装置を配置することができるという利点をもたらす。しかし、この方法は、データフローが非常に重要である用途では、結果的に信頼性の劣る接続がもたらされるかもしれない。
【００５０】
本発明のシステムは、とりわけワイヤレス通信または電力線搬送通信を使用し、かつ通信モジュールがセンサノードの別個の部品となるように、モジュール方式を含めるように設計される。これにより、異なる通信方法で利用することのできる共通感知プラットフォームが得られる。
【００５１】
電源に関しては、センサ装置はバッテリ電源とするか、またはバッテリバックアップ付きのライン電源とすることができる。ライン電源の利点は低い所有コスト、超低電力設計から離れることができること、および予備濃縮器のような電力を食う要素の設計の柔軟性が高くなることである。バッテリ電源を使用する利点は、配置の自由および低い設置コスト（新しい電源接続が必要な場合）である。
【００５２】
特定の実施形態では、システムは建物または他の場所全体の分散監視用に設計することができる。したがって、各センサで収集された情報は、中央位置に戻された場合に最良に利用することができる。ひとたび集中化されると、このデータを融合することができ、さらなる解釈を実行することができる。加えて、結果的に得られる情報は、システムを制御するためにインタフェースし、及び／または表示することができる。このデータ集約および解釈は、偽警報を低減し、集中化情報表示をもたらす。
【００５３】
各ノード（例えば図１のノード１０または２０）が適切な情報を中央位置（例えば図１のノード３０または５０）に伝達することを可能にするソフトウェアが設けられる。このデータは警報情報、および中央位置におけるさらなる計算用の生データを含むことができる。帯域幅を最小化し、かつ複雑さを軽減するために、全データ伝送を事象駆動することができる（例えば事象が検出されたときにだけ送信される）。集約データは、下述の通り、システムレベルデータ解釈ソフトウェアにより利用される。さらに、当業者には理解される通り、データ集約は幾つかの層で実行することができる。例えば、１つの層で１つの建物または場所内の全てのセンサからの全てのデータを（例えばノード３０で）集約することができる一方、複数の建物からのセンサデータは第２層（例えば図１に示す中央位置５０）で集約することができる。
【００５４】
特定の実施形態では、本発明は、ノード機能の低レベルおよび高レベルの制御のための広範囲のソフトウェア制御、単一ノードでセンサデータを集約しかつ解釈するコード、および製造地点および現場での装置の校正に備えるソフトウェアを提供する。本書で論じるアレイに基づく感知技術は、パターンマッチング手法を用いて、ライブラリから化合物を検出し識別する。このライブラリは装置または遠隔地のいずれかに常駐することができる。出願人の米国特許第６，４２２，０６１号は、センサデータおよび識別ライブラリを検出してネットワークで伝送する追加的詳細を提供しており、その開示を全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。この手法は、新しい脅威が重要になったときに、計器の迅速なアップグレードを可能にする。ライブ物質試験データの解析は、ノードにおけるソフトウェアの最適化を通して、感度および精度の５〜１０倍（またはそれ以上）の改善が達成可能であることを示した。
【００５５】
中央位置に報告を行なう自律センサのネットワークは、ネットワークレベルで展開されるソフトウェアを通して、誤認警報をさらに低減し、警報予測を改善する潜在的可能性を提供する。特定の実施形態では、本発明は、センサデータの融合のための広範なソフトウェア能力を提供する。１つの実施形態では、このシステムの１つのモジュールは、離散データ（例えば警報、設定）を読み取り、２つの異なる数学的または解析的手法を適用して異常を識別する、シンボリックデータモデルである。第１の例では、１組の規則がこのデータに適用され、導出状態および異常が生成される。数学的解析ソフトウェアは包括的であるが、規則の組は、それを「知識ベース」構成要素として最適に記述することができるように、所定の用途に対して決定しなければならない。換言すると、この部分は「警報Ａが鳴っても、警報Ｂが鳴らない限り、何もしない」のような規則に基づいて動作する。この規則に基づくモジュールに加えて、第２のモジュールはより高度な数学的ツールを用いて異常を識別する。このモジュールは隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）を利用して、１つの状態から第２の状態への通過の確率に基づいて異常を識別する。ＨＭＭは、当業者には公知であるようにビタビアルゴリズム、フォワード−バックワードアルゴリズム、またはＢａｕｍ−Ｗｅｌｓｈアルゴリズムのような様々なアルゴリズムを使用して、これらの確率を定める。これらの方法は全て、データ内の隠れたパターンを見出すように設計される。出力は、多数の離散状態変数に基づく異常の予測である。
【００５６】
システムの要素は情報をいかに提示するかを提供する。１つの実施形態では、本発明のシステムは、既存の制御システムへのデータ供給をもたらすことにより、これらの既存の制御機能とインタフェースする自律的システムである。特定の他の実施形態では、本発明は、掘下げ機能付きの全体的なシステムの健全さの表示のような他の可視化能力を含む。この方法では、中央表示装置がシステムの健全／警報状態の赤色灯／緑色灯表示（または他の同様のインジケータ）を提示する。警報（またはシステムエラー）時には、故障／警報位置を示すさらなる情報が図形の形で得られる。この能力は、第１応答者または他の救急隊員にとって極めて有用であることを立証することができる。使用できるそのようなＧＵＩ１２０１の１つの例を図１２に示す。
【００５７】
システムの要素は、ノードの展開およびノードから受け取る結果の解釈の両方の観点からノードの密度および施設全体の分布を理解することである。費用効果的にかつ有効な結果が得られるようにノードを展開する観点から、主要な原則は、多様なネットワーク化センサからのデータの解析から、システムの部品の合計より著しく優れた性能のシステムを生成することである。この原則を適用した主な結果の１つは、安価な一般的センサからの偽警報の抑制である。これは、（第１型センサおよび／または第２型センサのいずれかに関係なく）ネットワーク化センサのクラスタアレイによる最先端データ解析を用いることにより達成される。アレイレベルおよびクラスタレベルの両方で、多様なセンサおよびオプショナル補助センサ、例えば気象（「ｍｅｔ」）センサ、ＧＰＳを使用することができる。これは、補助センサが各センサに必要であるか、それとも各クラスタのみに必要であるか、センサ間、クラスタ間の最適な距離はどれだけか、および特定のセンサに対しどのような天候の影響があるか、をはじめとする多種多様な問題に応える、クラスタアレイ構成を設計するモデル化を可能にする。モデル化はまた、システムレベルの相互相関問題、例えば１クラスタ当たりに何個のセンサが最適であるか、クラスタにおけるセンサ型はどのような混合が最適であるか、あるいは相互の弱点をカバーできる包括的センサと、最も関連性の高い天候状態で作動する少なくとも１つの型との組合せがあるか、に応えるためにも使用される。データの融合および解析手法は、システム挙動のパターンを学習して、各々の特定の現場におけるその性能を最適化することのできるソフトウェアをも備える。それは、当業者の能力の範囲内にあるニューラルネットワークのような技術を使用して、その誤りから学習し、よりよくなるように進化する。
【００５８】
特定のノードから受け取った結果を解釈する観点から、本発明の特定の実施形態は、様々な展開オプションおよびノード配置をモデル化し、ノードから受け取ったデータの解析でその情報をファクタリングする。したがって、特定の実施形態では、解析モデルは、監視領域内のノードの場所、型、または密度に基づいて、異なるノード（またはセンサアレイ）に異なる重みを与えることができる。例えば領域に多数の第１型センサノードがある場合、他のノードが特定の物質の存在を示さないときに、そのような物質の存在を示す単一のノードには、ノードのカバレージが比較的まばらなときに該ノードが領域内に物質が存在することを示した場合より、低い重みが与えられる。
【００５９】
特定の実施形態では、第２型センサ（またはより高感度のセンサ）は予備濃縮器を設けることができる。そのような予備濃縮器は、ガスクロマトグラフおよび質量解析計のような解析機器の性能を改善するために使用される。さらに最近になって、これらの装置の小型版がハンドヘルド装置用に開発された。そのような装置は感度およびおそらく特異性さえも向上の可能性をもたらすが、追加電力の必要性、システムの頑健さの低下、運用コストの増加、およびより複雑な製造という代償を伴う。したがって、この能力は全てのノードでは使用することができず、どれだけの数のノードに予備濃縮器を含めるかを決定する前に、予備濃縮器の組込みのトレードオフが行なわれる。
【００６０】
図１３は、微細加工された予備濃縮器ＣＡＳＰＡＲ１３０１（カスケードアバランシェソルベントプレートアレイ（Cascade Avalanche Sorbent Plate ARray））を示し、それは関心解析物を選択的に捕獲し、狭隘なオリフィス口内に濃縮解析物の狭い時間幅パルスを熱的に脱離するために使用することができる。ＣＡＳＰＡＲの設計は、極めて低い圧力降下の高表面積「捕集プレート」を備え、高流量を装置に通過させ、最小限の電力消費量で捕集面の大部分に密に接触させることができる。捕集流は、孔または穿孔の密な配列が機械加工されたＣＡＳＰＡＲの表面に垂直に向けられ、それを直接貫通する。表面の約５０％は通気孔に対応する。必要に応じて１つまたはそれ以上の捕集プレートを使用することができる。複数のプレートを積み重ねて、補修効率を増大することもできるが、単一の捕集プレートは、爆発物および神経剤刺激物（ＤＭＭＰ）用の効率的な解析物捕集器の設計として実証されている。
【００６１】
代替的な微細加工予備濃縮器技術が開発されており、空気捕集流は捕集面と平行に向けられる。この方法では、空気とコレクタ表面とが密に接触して、高い空気流量は得られない。
【００６２】
ＣＡＳＰＡＲの表面は、周囲温度で解析物を選択的に捕集して濃縮するように働く、１つまたはそれ以上の領域の収着剤ポリマにより被覆される。化学物質をはじめとする多数の解析物用の収着剤ポリマは、化学物質を捕獲するために設計されている。これらの材料はまた、熱サイクルに必要な高温安定性を持つように特に設計されている。ナバル・リサーチ・ラボラトリーズ (Naval Research Laboratories (NRL)) の「ＨＣ」ポリマ被覆ＣＡＳＰＡＲ装置は、神経剤であるジメチルメチルホスホナート（ＤＭＭＰ）に対し、非常に高い捕集効率を達成することが実証された。「早期」の非最適化プロトタイプ装置でさえも、観察された感度ゲインは数桁の範囲であった。数千回の熱的脱離サイクル後に、装置性能の劣化は観察されなかった。異なる物質およびＴＩＣＳを標的にする異なる収着材で被覆されたＣＡＳＰＡＲの複数の領域を、最初に異なる動作温度から異なる脱離温度まで順次熱的に脱離させ、解析物選択性の追加手段を提供することができる。
【００６３】
ＣＡＳＰＡＲの低い熱質量は、装置を周囲温度から解析物脱離温度まで数ミリ秒の時間ドメインで加熱することを可能にする。これは、高濃度の解析物試料をセンサモジュール内に噴射することを可能にする。ＣＡＳＰＡＲは、図１４のグラフ１４０１に示すように中間温度までの熱勾配を与えて、異なる蒸気圧力に対応する解析物の脱離を可能にすることができる。このプロセスは、揮発性の高い解析物、例えば炭化水素燃料、他の収着剤と、関心解析物、例えば化学物質との間の分離をもたらす。加えて、異なる解析物を標的とする異なる吸着剤ポリマで被覆されたＣＡＳＰＡＲの複数の領域を順次熱的に脱離させ、解析物選択性の追加手段を提供することができる。ＣＡＳＰＡＲを貫通する流動は、捕集中には小型ファンにより、かつ脱離中には小型ポンプにより達成される。
【００６４】
本書で論じた技術の一部は、以下の米国特許により詳細に記載されており、それらの開示全体を完全に本明細書に組み込まれる。
第６，２３４，００６号  ハンドヘルド感知装置
第６，０８５，５７６号  ハンドヘルド感知装置
第６，４１８，７８３号  ハンドヘルド感知装置
第６，５３７，４９８号  感知アレイに使用されるコロイド粒子
【００６５】
本発明をここでは添付の図面を参照して説明している。これらの図面は、本発明のシステムおよび方法およびプログラムを実現する特定の実施形態の特定の詳細を示す。しかし、図面による本発明の説明は、図面に存在するかもしれない制限を本発明に課すものと解釈すべきではない。本発明は、その作動を達成する任意のコンピュータ可読媒体上の方法、システム、およびプログラム製品が構想される。本発明の実施形態は、既存のコンピュータプロセッサを用いて、またはこの目的もしくは他の目的のために組み込まれた専用コンピュータプロセッサにより、実現することができる。
【００６６】
上述の通り、本発明の範囲内の実施形態は、格納されたコンピュータ実行可能な命令またはデータ構造を搬送するかまたは有するコンピュータ可読媒体およびキャリア上のプログラム製品を含む。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用または専用コンピュータによりアクセスすることのできる任意の利用可能な媒体とすることができる。例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、あるいは所望のプログラムコードをコンピュータ実行可能な命令またはデータ構造の形で担持または格納するために使用することができ、かつ汎用または専用コンピュータによりアクセスすることのできる、いずれかの他の媒体を含むことができる。情報がネットワークまたは別の通信接続（ハードワイヤード、ワイヤレス、またはハードワイヤードもしくはワイヤレスの組合せ）でコンピュータに転送または提供される場合、コンピュータは適切に接続をコンピュータ可読媒体とみなす。したがって、任意のそのような接続をコンピュータ可読媒体と呼ぶことが適切である。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。コンピュータ実行可能な命令は、例えば汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理装置に特定の機能または機能群を実行させる命令およびデータを含む。
【００６７】
本発明について、１つの実施形態で、ネットワーク環境でコンピュータにより実行されるコンピュータ実行可能な命令を含むプログラム製品、例えばプログラムモジュールにより実現される、方法ステップまたはシステム構成要素の一般的文脈で説明した。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行しあるいは特定の抽象データ型を実現するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。コンピュータ実行可能な命令、関連データ構造、およびプログラムモジュールは、本書に開示した方法のステップを実行するためのプログラムコードの例を表わす。そのような実行可能な命令または関連データ構造の特定のシーケンスは、そのようなステップに記載された機能を実現するための対応する活動の例を表わす。
【００６８】
本発明は、ネットワーク環境で、プロセッサを有する１つまたはそれ以上のリモートコンピュータへの論理接続を使用して運用するのに適している。論理接続は、ここで制限ではなく例として提示されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含むことができる。そのようなネットワーク環境は、オフィス規模または企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットで一般的である。そのようなネットワークコンピューティング環境が、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルド装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラマブル家電機器、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどをはじめとする、多くの型のコンピュータシステム構成を一般的に含むことを、当業者は理解するであろう。本発明はまた分散コンピューティング環境でも実施することができ、タスクは、通信ネットワークを介して（ハードワイヤードリンク、ワイヤレスリンク、またはハードワイヤードもしくはワイヤレスリンクの組合せにより）リンクされた、ローカルおよびリモート処理装置により実行される。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカルおよびリモート記憶装置の両方に配置することができる。
【００６９】
本発明の他の実施形態は、本明細書および本書に開示した発明の実施を検討することから当業者には明白になるであろう。明細書は単なる例示とみなすべきものであることが意図されており、本発明の真の範囲および精神は特許請求の範囲およびその均等物によりも示唆される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の特定の実施形態に係るセンサの配列を示すブロック図である。
【図２】蒸気の存在下でのポリマの特性の変化を示す。
【図３】ＨＤおよびＧＡによるセンサの試験で得られたデータの例を提供する。
【図４】ＨＤおよびＧＡによるセンサの試験で得られたデータの例を提供する。
【図５】ある範囲のびらん剤（０〜５ｍｇ／ｍ3）および神経剤（０〜１ｍｇ／ｍ3）の濃度にわたる被試験センサの応答を示すグラフである。
【図６】広範囲の濃度にわたる化学兵器物質の識別プロットである。
【図７】広範囲の解析物に対するセンサの検出限界を示すグラフである。
【図８】特定の毒性工業化学物質の検出時間対濃度のグラフ表示である。
【図９】ポリマ複合材料センサのセンサ応答時間対膜厚さを示すグラフである。
【図１０】センサとしてＳＷＣＮＴネットワークケミレジスタの使用を示す図である。
【図１１】様々な型のケミレジスタから成るセンサアレイの様々な解析物蒸気に対する性能を示すグラフである。
【図１２】制御ステーションに表示することのできるグラフィカルユーザインタフェースを示す図である。
【図１３】微細加工された予備濃縮器を示す。
【図１４】ＣＡＳＰＡＲ予備濃縮器の応答の温度による変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2007535041.tif 000018
2007535041.tif 000019
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