2018 Fiscal Year Research-status Report

A Study on Direct Laser Marking Technology for Vegetables and Fruits Labeling

Research Project

Project/Area Number	18K05916
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	小林有一国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター, ユニット長 (10355513)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	坪田将吾国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター, 研究員 (90643388)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	農産物流通 / 農業機械 / レーザー印字
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、植物生体の表面にレーザーにより個体情報をダイレクトプリントする技術を開発するとともに、その情報を流通管理や消費者が効果的に活用出来る仕組みの構築を目指している。植物生体表面への印字としては、本年度は青果物表面に、可食インクならびにCO2レーザーによるプリントを実施した。可食インクによるプリントでは、フードペン、コンパクトフードプリンターを用い、青果物へのダイレクトプリントおよび可食シートへのプリントを青果物に貼り付ける方式を実施した。可食インク着色料製剤に区分される食用色素で、可食シートには、オブラート、加工デンプン製剤、を供試した。可食インクによるプリントでは、着色が可能で有り、表面が黒みがかる、ジャガイモ、サツマイモなどでも視認性よくプリント可能であった。 CO2レーザーによるプリントでは、青果物、苗の葉面に、レーザー密度、移動速度を変えて実施した。材料には、バナナ、レモン、カキ、ピーマン、パプリカ、ナス、カボチャ、アスパラガス、ジャガイモ、サツマイモ、ダイコン、苗（カランコエ）等を供試した。レーザー出力強度は、レーザー密度、移動速度ならびに照射方法で決定する。レーザー出力の適切な調節により、植物体の表面にプリントすることが可能であった。供試材料によっては、固定や曲面へのプリント方法の検討が必要であった。青果物によって、プリントの視認性、視認可能期間が異なっているなど、青果物ごとの特徴を確認した。文字、ロゴ、QRコード、ARコードのプリントを実施した。プリントした情報の活用について、ARコードを読み取り、CG表示するシステムを作成した。システムはPC（使用言語VisualC++）,USBカメラ、およびARコードからなる。ARコードを読み取り、VR空間上に、文字（品目名等）、画像（ロゴ等）等を表示させた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ダイレクトプリントについては、CO2レーザー管能力10.6μm、40W（CLASS　4Laser）の市販レーザー加工機を用いて青果物へのダイレクトプリントを実施した。供試材料には、バナナ、オレンジ、レモン、カキ、ナス、パプリカ、ダイコン、ニンニク、ジャガイモ、サツマイモ、花苗等を用い、表面に文字、図形、コード等を印字した。加工速度、レーザー出力、照射方法を調節して実験を行ったが、青果物へのプリントの観点からは、出力が十分過ぎることがわかった。一方で、対象物の固定方法、照射距離の調節等に関しては、課題があった。そのほか、可食インク、可食シートを使用した方法についても実施した。VR空間での情報表示に関しては、ARコードを読み取り、文字、画像、音声、コード間の距離等を表示させるシステムを構築するに至った。年度当初に研究分担者の予期せぬ異動があり、当初は混乱があったが、おおむね順調に進展していると言える。
Strategy for Future Research Activity	青果物にARコードをレーザープリントしたが、一部明色系の青果物を除くと、極めて読み取りが困難であった。これは表面が平面で無くコードのゆがみが発生することに加え、暗色系である青果物では、反射率の差が生じにくいことなどが考えられた。光の当て方を工夫するとかろうじて読み取れる場合もあったが、実際の利用場面としては考えにくいと思われた。一方で、google　lensに代表される、AIカメラの技術革新により、レーザーで印字した文字は、高精度に読み取れることが分かった。この方式ではかざすだけでインターネットにつながり、関連情報を自動で検索し表示できる。コード方式では、紐付けした情報をあらかじめデバイス側にストックさせる必要があるが、この方式であれば、こうした前準備が不要である。レーザーによるダイレクトプリントでは、利用可能な対象物等の選抜、プリントの有効期間、利用場面等を明らかにし、VR空間での情報表示に関しては、人をアシストする観点から必要とされるガイダンス機能について検討する。
Causes of Carryover	研究分担者の異動に伴い、予定していた物品の整備内容を見直したこと、また海外調査を計画していたが、研究分担者の異動先部署での経費で実施することが出来たことなどによる。次年度使用額については、次年度に請求する研究費と合わせて、本研究課題の効率的な推進のために使用する。