Food texture quantification using food texture sensor with characteristics of receptors in the periodontal membrane

• Project/Area Number: 16K00813
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Eating habits
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Nakamoto Hiroyuki 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (30470256)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 計測 / 食感センサ / 食感定量化 / テクスチャー / 食感 / 定量化 / フードテクスチャ / 食感知覚

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to develop a food texture measurement system. The key device is a food texture sensor which has force and vibration measurement elements. The design of the food texture sensor improved accuracy and sensitivity. The sensor was attached to a multi-axis mastication system. This study also proposed a novel method to quantify food texture using neural network and logistic regression model. The method calculated a degree of food texture based on measurement data by the sensor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人間の知覚する食感の定量化に対して、ニューラルネットワークやロジスティック回帰モデルが有用であること、サクサクやパリパリなどの食感表現にもとづいた定量化ができることを本研究により明らかにした。このことはいままで官能試験で主に評価してきた人間の食感の感覚を、食感センサやモデルを用いた方法によって推定が可能であることを示す。本研究により，食感の定量化の実用を求めている食品製造業とって有効な技術を見出した。

Research Products

• [Journal Article] Food Texture Quantification of Tempura Using Magnetic Food Texture Sensor and Time-series Data (2019)
  • Author(s): Ninomae Souda, Hiroyuki Nakamoto, Futoshi Kobayashi, Yuya Nagahata, Yoriyasu Hirosue
  • Journal Title: Sensors and Materials Volume: 印刷中
  • NAID: 120006886648
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Food Texture Quantification Using a Magnetic Food Texture Sensor and Dynamic Time Warping (2018)
  • Author(s): Ninomae Souda, Hiroyuki Nakamoto, Futoshi Kobayashi
  • Journal Title: Food Science and Technology Research Volume: 24 Issue: 2 Pages: 257-263
  • DOI: 10.3136/fstr.24.257
  • NAID: 130006742838
  • ISSN: 1344-6606, 1881-3984
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Food texture evaluation using logistic regression model and magnetic food texture sensor (2017)
  • Author(s): Hiroyuki Nakamoto, Daisuke Nishikubo, Futoshi Kobayashi
  • Journal Title: Journal of Food Engineering Volume: 222 Pages: 20-26
  • DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2017.11.008
  • NAID: 120006775957
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic Food Texture Sensor Incorporating Human Tooth Structure (2016)
  • Author(s): 西久保大輔, 中本裕之, 小林太, 小島史男
  • Journal Title: Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi Volume: 63 Issue: 6 Pages: 268-273
  • DOI: 10.3136/nskkk.63.268
  • NAID: 130005253874
  • ISSN: 1341-027X, 1881-6681
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Study on Classification of Food Texture with Recurrent Neural Network (2016)
  • Author(s): Shuhei Okada, Hiroyuki Nakamoto, Futoshi Kobayashi, Fumio Kojima
  • Journal Title: Intelligent Robotics and Applications Volume: LNAI9834 Pages: 247-256
  • DOI: 10.1007/978-3-319-43506-0_21
  • ISBN: 9783319435053, 9783319435060
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 磁気式センサとDynamic Time Warpingによる天ぷらの食感評価 (2018)
  • Author(s): 早田 一, 中本 裕之, 小林 太, 長畑 雄也, 廣末 頼泰
  • Organizer: 日本食品科学工学会第65回大会
• [Presentation] Food Texture Evaluation Using Tooth-shaped Sensor and Statistic Model (2017)
  • Author(s): Hiroyuki Nakamoto, Ninomae Souda, Daisuke Nishikubo, Futoshi Kobayashi
  • Organizer: 2017 6th International Conference on Informatics, Electronics and Vision
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 磁気式食感センサによる時系列データの類似度を指標とした食感の定量化 (2017)
  • Author(s): 早田 一, 中本 裕之, 小林 太
  • Organizer: 第18回公益社団法人計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
• [Presentation] 磁気式食感センサとDynamic Time Warping による食感定量評価 (2017)
  • Author(s): 早田 一, 中本 裕之, 小林 太
  • Organizer: 日本食品科学工学会第64回大会
• [Presentation] 形状の異なる接触子を用いた食感センサの計測特性 (2016)
  • Author(s): 西久保大輔, 中本裕之, 小林太
  • Organizer: 第17回 公益社団法人 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-12-15
• [Presentation] リカレントニューラルネットワークを用いたフードテクスチャによる食品判別 (2016)
  • Author(s): 岡田崇平, 中本裕之, 小林太
  • Organizer: 第33回センシングフォーラム
  • Place of Presentation: 近畿大学・和歌山キャンパス（和歌山県・紀の川市）
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] 磁気式センサと主成分分析を用いた食感分類 (2016)
  • Author(s): 西久保大輔, 中本裕之, 小林太
  • Organizer: 日本食品科学工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 名城大学（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2016-08-25
• [Presentation] A Study on Classification of Food Texture with Recurrent Neural Network (2016)
  • Author(s): Shuhei Okada, Hiroyuki Nakamoto, Futoshi Kobayashi, Fumio Kojima
  • Organizer: The 9th International Conference on Intelligent Robotics and Applications
  • Place of Presentation: Tokyo Metropolitan University（東京都・八王子市）
  • Year and Date: 2016-08-22
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 研究内容
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~hnaka/research.html
• [Remarks] 研究紹介
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~hnaka/research.html
• [Remarks] 食感センサ
  • URL: http://www2.kobe-u.ac.jp/~hnaka/research.html