歯の振動に着目した食品テクスチャの計測および提示

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K12595
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 竹井 裕介 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (00513011)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 咀嚼 / 振動 / MEMS / 食品テクスチャ

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、歯に固定して咀嚼時の歯の振動を計測するための、微小サイズの振動計測センサの作製を行った。また、センサの材料の選定、固定位置や固定方法の検討、信号取り出しのための配線の取り回し方の検討なども併せて行った。作製した振動計測センサは、ピエゾ抵抗効果を利用した長さ200 μm、幅100 μm、厚さ0.3 μmのカンチレバー型の力センサを、液体と空気の界面に配置したものである。歯に振動がかかると、センサの歯との接触面に振動が伝播し、その振動が液体を介してカンチレバーに伝わる。振動によりカンチレバーの根元部分が歪み、長さが局所的に変化することで、電気抵抗が変化する。この電気抵抗変化を計測し、歯の振動を計測する。製作したセンサを用いて、実際に被験者の歯にセンサを義歯安定剤で固定し、せんべいを咀嚼した際の歯の振動の計測を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、歯に実装可能な、咀嚼時の歯の振動計測用のセンサを作製した。また、製作したセンサを用いて、実際にせんべいを咀嚼したデータを計測した。その結果、前歯、犬歯、奥歯で感じる食品テクスチャが異なることを確認した。

Strategy for Future Research Activity

最終年度は、小型振動子を用いての食品テクスチャ（噛み応え）の提示に取り組む。具体的には、初年度に計測した、様々な食品を咀嚼した際の歯の振動データを咀嚼の動作に同期させて歯（歯根膜）に入力し、被験者に食品テクスチャを提示する。

Causes of Carryover

当初、歯の振動計測用センサの製作の際に、様々な寸法、仕様の設計を行い、試作を行う予定であったため、シリコンウェハやプロセス用の薬品を計上した。しかし、当初の予想とは異なり、最初の試作で歯の振動の計測が確認できたため、センサの製作回数が当初の想定よりも少なかった。そのため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額は、次年度の加振器の購入費用に充てる。当初の計画では、周波数帯を低周波領域に限定した加振器を購入予定であったが、初年度の歯の振動計測により高周波成分の振動が存在していたため、よりワイドレンジの加振器を購入する予定である。

Research Products

• [Presentation] Wood Monitoring Using MEMS Acoustic Sensor (2016)
  • Author(s): 3)Kenei Matsudaira, Nguyen Minh-Dung, Yusuke Takei, Tomoyuki Takahata, Kiyoshi Matsumoto, and Isao Shimoyama
  • Organizer: The 29h IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2016)
  • Place of Presentation: 中国、上海
  • Year and Date: 2016-01-24 – 2016-01-28
  • Int'l Joint Research