2020 Fiscal Year Research-status Report

ニオイの直接音声周波数展開による直感的ニオイ認識技術体系の創出

Research Project

Project/Area Number	20K20554
Research Institution	National Institute for Materials Science
Principal Investigator	吉川元起国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (70401172)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2024-03-31
Keywords	嗅覚センサ / 音声 / ニオイ / パターン認識 / 聴覚 / 直感
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、ニオイを音声データに直接変換することにより、従来の嗅覚センサとは全く異なる新たな測定・解析方法を確立することを目的としている。これは嗅覚と聴覚に共通する「直感性（パターンによる認識）」と「複合性（要素の重ね合わせが可能）」に着目したものであり、これまで困難であった「嗅覚センサ出力情報の直感的認識」を試みるものである。また、このアプローチによって、ニオイを標準の音声データ規格で記録可能にする技術体系の可能性を探る。本年度は、単純な１次元の時系列データであった従来の嗅覚センサのデータを、多次元の音声データとして取得するために、ニオイと音声の両データを同時に取得するための測定環境の構築を行った。まず音声データの高精度測定に向けて、最大12チャンネルで 192 kHz・24 bit でのアナログ－デジタル変換が可能なオーディオインターフェースを導入し、これが嗅覚センサの実験環境で機能することを確認した。また、音声を入力するための各種小型マイクの検証を行い、特に振動板の材質や構造などを元に、ニオイと音声の同時測定に適したマイクの選定を行った。また、これまで用途に応じて構築してきたさまざまな嗅覚センサシステムに対して、ニオイに加えて音声の高精度データを測定できるように、ガスの流路構成や流量などの検証を進め、これまで主に利用してきたナノメカニカルセンサの応答シグナルとの相関の検証を行った。こうしてニオイと音声を同時に測定するためのシステムと測定条件について一定の知見を得ることに成功した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ニオイと音声を同時に測定するための測定条件について一定の知見を得ることに成功したため。
Strategy for Future Research Activity	今後は、測定システムを完成させ、ニオイと音声の両データの高精度測定を試みる。また、取得される嗅覚センサのシグナルと音声データとの関係を調べ、ニオイを音声データとして記録した際の情報量の違いを検証する。これらについて、まず単成分のニオイでの音声データを取得し、その後、複数のニオイ成分を混合した場合の音声データの変化について調べ、ニオイ成分を重ね合わせた場合に、音声を合成した場合とどのような関係にあるかについて検証する。
Causes of Carryover	新型コロナウイルスの感染拡大を受けて、旅費について当初の予定と異なる状況となったため。また、次年度は電気配線部品の購入に使用予定である。