科学機器とは、自然現象の研究や理論的研究など、科学的目的で使用される装置またはツールです。 [1]
歴史
歴史的に、科学機器の定義は、使用法、法律、歴史的時代に基づいて変化してきました。[1] [2] [3] 19世紀半ば以前は、そのようなツールは「自然哲学的」または「哲学的」な装置や機器と呼ばれていましたが、古代から中世にかけての古いツール(アストロラーベや振り子時計など)は、「自然を定性的または定量的に調査するために開発されたツール」というより現代的な定義に当てはまりません。[1] [3]科学機器は、大学や研究室などの学習または研究の中心地の近くに住む機器メーカーによって作られました。機器メーカーは目的に応じて機器を設計、構築、改良しましたが、需要が十分であれば、機器は商業製品として生産されました。[4] [5]
ヤン・インゲンホウスが光合成を示すためにユーディオメーターを使用したことの説明の中で、伝記作家は次のように述べています。「この機器の使用と進化の歴史は、科学が単なる理論的な取り組みではなく、機器と技術の混合物であり、実践者のコミュニティ内の社会的環境に包まれた機器の基礎に基づいた活動であることを示しています。ユーディオメーターは、その重要性と適切な使用について研究者が意見の相違があったにもかかわらず、研究者のコミュニティ全体をまとめた要素の1つであることが示されました。」[6]
第二次世界大戦までに、医薬品、燃料、兵器などの戦時中の製品の分析を改善する需要が高まり、計測機器は新たなレベルに達しました。[7]今日、科学研究に使用される機器、特に分析機器の変化は急速に進んでおり、コンピューターやデータ管理システムとの相互接続がますます必要になっています。[8] [9]
範囲
科学機器は、大きさ、形、目的、複雑さ、および複雑性において多種多様です。これらには、スケール、定規、クロノメーター、温度計などの比較的単純な実験器具が含まれます。20世紀後半から21世紀初頭に開発されたその他の単純なツールには、Foldscope (光学顕微鏡)、SCALE(KAS周期表)[10] 、 MasSpecペン(がんを検出するペン)、血糖値測定器などがあります。ただし、粒子加速器や電波望遠鏡のアンテナなど、一部の科学機器は非常に大きく、複雑性も著しく高くなります。逆に、マイクロスケールおよびナノスケールの技術は進歩しており、ナノスケールの外科用器具、生物学的ナノボット、およびバイオエレクトロニクスなど、機器のサイズは極小へと移行しています。[11] [12]
デジタル時代
計測機器は、制御の改善と簡素化、計測機器の機能、状態、パラメータ調整の強化と拡張、データのサンプリング、収集、解決、分析(処理中と処理後の両方)、保存と検索の効率化のために、コンピュータとの統合をますます重視するようになっています。高度な計測機器は、ローカルエリアネットワーク(LAN)として直接またはミドルウェア経由で接続でき、さらに研究室情報管理システム(LIMS)などの情報管理アプリケーションの一部として統合できます。[13] [14]計測機器の接続性は、モノのインターネット(IoT)テクノロジーを使用することでさらに向上し、たとえば、遠く離れた研究室が、ワークステーションやモバイルデバイスから監視できるネットワークに計測機器を接続することができます。[15]
科学機器の例
- 加速度計、物理的、加速度
- 電流計、電気、アンペア数、電流
- 風速計、風速
- キャリパー、距離
- 熱量計、熱
- DNAシーケンサー、分子生物学
- 動力計、トルク/力
- 電位計、電荷、電位差
- 検電器、電荷
- 静電分析装置、荷電粒子の運動エネルギー
- エリプソメーター、光学屈折率
- ユーディオメーター、ガス量
- 重力計、重力
- 比重計
- 傾斜計、傾斜
- 干渉計、光学、赤外光スペクトル
- 磁気ピンセット、生体分子操作
- 磁力計、磁場
- 磁力計、磁束
- 圧力計、気圧
- 質量分析計、化合物の同定/特性評価
- マイクロメーター、距離
- 顕微鏡、光学拡大
- NMR分光計、化合物同定、医療診断画像
- オーム計、電気抵抗/インピーダンス
- 光ピンセット、ナノスケール操作
- オシロスコープ、電気信号電圧、振幅、波長、周波数、波形の形状/パターン
- 光度計、照度、放射照度、光吸収、光の散乱、光の反射、蛍光、燐光、発光
- 地震計、加速度
- スペクトログラム、音の周波数、波長、振幅
- 分光計、光の周波数、波長、振幅
- 望遠鏡、光の拡大(天文学)
- 温度計、温度測定
- セオドライト、角度、測量
- 熱電対、温度
- 電圧計、電圧
科学機器メーカー一覧
- 454 ライフサイエンス, アメリカ合衆国
- ADInstruments、ニュージーランド
- アジレントテクノロジー、アメリカ合衆国
- アントン・パール、オーストリア
- A. レイロール&カンパニー
- ベックマン・コールター、アメリカ合衆国
- ブルカー、アメリカ合衆国
- ケンブリッジ・サイエンティフィック・インストゥルメント・カンパニー、イギリス
- エレメンタール、ドイツ
- ファーストライトイメージング、フランス
- 堀場製作所、日本
- 日本電子、日本
- LECO Corporation、アメリカ合衆国
- マークスインターナショナル、イギリス
- マルバーン・インストゥルメンツ、イギリス
- マクファーソン社、アメリカ合衆国
- メトラー トレド、スイス / アメリカ合衆国
- MTS Systems Corporation、米国、機械
- ノバカムテクノロジーズ、カナダ
- オックスフォード・インストゥルメンツ、イギリス
- ポール社、アメリカ合衆国
- パーキンエルマー、アメリカ合衆国
- ポリマーチャー、スペイン
- 島津製作所、日本
- テクトロン、メルボルン、オーストラリア
- サーモフィッシャーサイエンティフィック、アメリカ合衆国
- ウォーターズコーポレーション、アメリカ合衆国
科学機器設計者一覧
科学機器の歴史
博物館
歴史学
- ポール・バンジ賞[16]
科学機器の種類
参照
- 計装
- 道具主義、哲学理論
- 収集品リスト
Wiktionary の -tron の辞書定義によると、 cyclotron、phytotron、synchrotronなどの複雑な科学機器を表す接尾辞です。
参考文献
- ^ abc ヘッセンブルック、アーネ(2013)。科学史の読者ガイド。テイラー&フランシス。pp.675–77。ISBN 9781134263011。
- ^ ワーナー、デボラ・ジーン(1990年3月)。「科学機器とは何か、いつ科学機器になったのか、そしてなぜなのか?」英国科学史ジャーナル。23 (1):83–93。doi : 10.1017 / S0007087400044460。JSTOR 4026803。S2CID 145517920 。
- ^ ab 「米国対プレスビテリアン病院」連邦レポーター71 : 866-868。1896年。
- ^ Turner, AJ (1987).初期の科学機器: ヨーロッパ、1400-1800年。Phillip Wilson Publishers。
- ^ Bedini, SA (1964). 初期のアメリカの科学機器とその製作者。スミソニアン協会。2017年1月18日閲覧。
- ^ Geerdt Magiels (2009)太陽光から洞察へ。Jan IngenHousz、光合成の発見と生態学の光における科学、231 ページ、VUB Press ISBN 978-90-5487-645-8
- ^ Mukhopadhyay, R. (2008). 「第二次世界大戦中の計測機器の台頭」.分析化学. 80 (15): 5684–5691. doi :10.1021/ac801205u. PMID 18671339.
- ^ McMahon, G. (2007).分析機器:実験室用、ポータブルおよび小型機器ガイド。John Wiley & Sons。pp. 1–6。ISBN 9780470518557。
- ^ Khandpur, RS (2016).分析機器ハンドブック. McGraw Hill Education. ISBN 9789339221362。
- ^ Shadab, KA (2017). 「KAS周期表」.国際自然科学応用科学研究ジャーナル. 4 (7): 221–261.
- ^ Osiander, R. (2016). Darrin, MAG; Barth, JL (編).マイクロスケールおよびナノスケール技術のためのシステムエンジニアリング. CRC Press. pp. 137–172. ISBN 9781439837351。
- ^ James, WS; Lemole Jr, GM (2015). Latifi, R.; Rhee, P.; Gruessner, RWG (編).外科、外傷、集中治療における技術的進歩. Springer. pp. 221–230. ISBN 9781493926718。
- ^ Wilkes, R.; Megargle, R. (1994). 「情報レベルでの機器と実験情報管理システムの統合: 誘導結合プラズマ分光計」.ケモメトリクスとインテリジェント実験システム. 26 (1): 47–54. doi :10.1016/0169-7439(94)90018-3.
- ^ Carvalho, MC (2013). 「分析機器とコンピュータスクリプトの統合」。Journal of Laboratory Automation . 18 (4): 328–33. doi : 10.1177/2211068213476288 . PMID 23413273.
- ^ Perkel, JM (2017). 「モノのインターネットが研究室にやってくる」. Nature . 542 (7639): 125–126. Bibcode :2017Natur.542..125P. doi : 10.1038/542125a . PMID 28150787.
- ^ Charlotte Bigg & Christoph Meinel(編)、Paul Bunge Prize:科学機器の歴史、1993-2023(フランクフルト/マイン:GDCh&DBG、2023)、96ページ。
