2016 Fiscal Year Research-status Report
歯根膜内の受容器の特性を有する食感センサを用いた食感の定量化に関する研究
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16K00813
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
中本 裕之 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (30470256)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | テクスチャー / 食感 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、食感センサと咀嚼運動機構に食感知覚処理方法を組み合わせた食感計測システムの実現及び食感知覚の定量化である。平成28年度では、この食感計測システムの核の技術となる磁気式食感センサの高精度化を実施した。この食感センサは磁気抵抗素子とインダクタの2種類の素子を搭載しており、磁気抵抗素子で静的な情報である変位及び力を、インダクタで動的な情報である振動を取得することが大きな特長である。サブテーマa)の「磁気式食感センサの高精度化及び高感度化」では、まず、専用のプリント基板を設計し低ノイズの計測アンプを実装することで、回路全体のノイズを低減化しS/N比を5倍以上改善した計測回路を実現した。次にセンサに取り付けるプローブについて、臼歯、門歯、犬歯の3種類の形状を設計しそれぞれにより異なる応答波形が得られることを確認した。また、サブテーマb)の「多軸の咀嚼運動による食感評価の有効性の検証」では2軸の咀嚼運動を実現する駆動システムを構築し、繰り返しの咀嚼楕円運動を生成できることを確認した。次に、サブテーマc)の「食感の知覚処理過程のモデル化」では、計測される波形からの特徴量群の抽出とそれらの食感への関連性を決定する方法を提案した。官能検査で得られた食感の評価結果との結果のすり合わせを行いロジスティック回帰モデルのパラメータを決定した。次にそのモデルを用いることで未知の食品に対しても食感の定量化が可能な結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究では3つのサブテーマを並行に推進し、最終年度においてそれらを集約し食感の定量評価の可能な食感計測システムの実現する計画とした。この計画において平成28年度では、サブテーマa)の「磁気式食感センサの高精度化及び高感度化」にてシステムの重要な要素技術となる食感センサの高精度化と高感度化を検討・設計することとなっていた。実績としては「研究実績の概要」において報告した通り、既に高精度化と高感度化を実現する食感センサと増幅回路の製作は完了しており、一部の動作確認もできている。また、サブテーマb)の「多軸の咀嚼運動による食感評価の有効性の検証」における駆動系の多軸化については、2軸の駆動系を構築し既に実験結果も得ている。さらにサブテーマc)の「食感の知覚処理過程のモデル化」では、計画どおり知覚処理のモデル化についての神経系モデルを決定している。それに加えてロジスティック回帰モデルを用いた新たな食感処理方法の提案も行いその有効性を検証している。これらの研究実績の内容から、計画で挙げた3つのテーマをそれぞれ計画通りに推進しており、さらに計画を前倒しにした成果も得られている。これらの理由から計画以上の進展ができていると判断し、区分として「(1)当初の計画以上に進展している。」を選定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では先の「現在までの進捗状況」で挙げたように、計画で挙げた3つのサブテーマのそれぞれにおいて計画通りあるいは計画以上の進捗と結果が得られている。したがって、基本的には今後の研究におちても、計画通りに推進をするとともに、必要に応じて新たな要素を追加する形で研究内容を拡大させていきたいと考えている。具体的には、サブテーマa)「磁気式食感センサの高精度化及び高感度化」において、増幅回路のパラメータを調整するとともに、食感センサの構造部分の柔軟層の粘弾性やプランジャの形状を改善することで更なる高感度化を図る。サブテーマb)の「多軸の咀嚼運動による食感評価の有効性の検証」では、多軸化により取得が可能となった多軸の計測結果の処理方法について検討を進める。サブテーマc)の「食感の知覚処理過程のモデル化」においてはニューラルネットワークモデルによる食感評価の汎用性について検証を進める。さらに、食感センサで取得した波形から特徴量を抽出してロジスティック回帰モデルにより食感評価を行う。これらの手段は互いに一長一短があるため比較評価も実施し、それぞれの有用性を確認する。このように、今後の推進方策としては計画通りに進めることは当然ながら、計画には無かった要素も加えることで研究成果の充実を図る。
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| Causes of Carryover |
平成28年度に購入予定として計上していたモータードライバボードにつき、他の研究テーマでも必要が生じたため他の予算で購入した。また、消耗品費が計上したほど使用せずに実験等を実施できた。これらのことから、14万円ほどの予算を次年度で使用することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度の計画では論文投稿費を1件として計上していたが、平成28年度の成果から2件以上の投稿を行う予定であり、論文投稿費として執行する計画である。
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