神経線維への非侵襲電気刺激を用いた多様な辛味を増強するインタフェースの構築

Research Project

Project/Area Number	23KJ0587
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	国内
Review Section	Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	大野雅貴東京大学, 学際情報学府, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2023-04-25 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	辛味 / 電気刺激 / ヒューマンコンピュータインタラクション / 味覚 / 舌部
Outline of Research at the Start	食体験の重要な要素である「味」には、基本五味以外に辛味も含まれる。辛味物質を含む食事を摂取することで塩分摂取抑制や満足向上が期待される一方、過剰摂取による胃食道逆流症などが問題となっている。この問題を解決するため、少量の辛味物質でもより強い辛味を感じられるインタフェースの実現が期待されている。辛味は受容体毎に質が異なる3種類存在するが、従来手法はこれらを区別して扱っておらず、舌部を広く覆うため飲食体験に応用しにくい問題がある。本研究では、認知科学と神経工学の知見を統合し、3種類の辛味を選択的に増強する電気刺激モデルを設計し、飲食物の辛味をバーチャルに増強するインタフェースを構築する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、舌部電気刺激手法を用いて辛味を呈する飲食物を喫食した際の辛味知覚を増強させるインタフェースを構築する研究である。本年度は、電気刺激条件と辛味知覚強度の関係の解明を行った。具体的には、舌部電気刺激の電流量と主観的な辛味知覚強度の関係を明らかにする研究を行った。舌上に配置した電極から電気刺激を行う際、0.5~2mAの範囲において出力電流量が増加されるほど、唐辛子やワサビの辛味をより強く感じられることを明らかにした。本成果はハプティクス分野の国際学会IEEE Worldhaptics Conferenceにてテクニカルペーパーとして採録され、口頭発表を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初計画していた電気刺激条件と辛味知覚強度の関係を解明し、電流量制御によってユーザの主観的な辛味知覚強度をコントロールできる手法を確立できたことは評価できる。一方で、口腔外の電極から電気刺激を行う顎部電気刺激手法によって辛味を増強できないことが明らかになった。この顎部電気刺激手法は、本研究課題の飲食体験への応用手法として利用する予定であったため、最終的なインタフェースの構築へは課題が残る。
Strategy for Future Research Activity	従来研究で明らかにしたパラメータと辛味知覚強度の関係と、有限要素法による電流密度分布のシミュレーションを組み合わせ、辛味増強の新たな刺激モデルを構築する。電流パラメータが実際に舌部でどのような電流密度分布を形成するのか、有限要素解析によって推定する。その後、推定された電流密度分布の結果と、従来研究で調査した辛味知覚強度の対応付けを行う。これにより、形成される電流密度分布と辛味の種類・知覚強度の関係を明らかにし、辛味増強の刺激モデルを設計する。また、構築した刺激モデルを用いてより多様な辛味が増強可能な刺激手法を検討して評価実験を行い、辛味増強インタフェースの構築を行う。