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香りの再現と創作を行う嗅覚ITの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H04889
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

中本 高道  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (20198261)

研究分担者 奥村 学  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60214079)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)
2023年度: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2022年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2021年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
キーワード嗅覚ディスプレイ / 要素臭 / 香りの知覚 / 香りのクリエーション / 深層学習 / 独立成分分析 / 自然言語処理 / 匂いの埋め込み表現 / 嗅覚 / 香り記述子 / 香りクリエーション / 香り近似
研究開始時の研究の概要

本研究では香りに対する人間の印象をもとにして少数の要素臭による香りの再現を行い、さらに香りの言語表現をもとに香りを創作する機械を実現する方法を提案する。香りを再現するには少数の要素臭を調合して近似的に対象臭を表現し嗅覚ディスプレイにより再現する。また、香り記述子空間で香りの印象を指定すれば、逆にたどって多次元センシングデータを得ることができ、それを各要素臭データに分解してその要素臭構成比を多成分調合嗅覚ディスプレイに与えれば言語表現に相当する香りを創作する。

研究成果の概要

香りを再現し新しい香りを作り出す技術によりITで扱える情報の範囲を大きく広げることができる。本研究では、要素臭同士を調合して香りを再現し、さらに言語表現から対応する香りを要素臭の調合比で表し、意図した香りを提示することを目的とした。要素臭を嗅覚ディスプレイにセットして精油の香りを再現できることを示し、指定した香り記述子セットから対応するマススペクトルを作成できることを示した。さらに、香り記述子の追加によりその印象が増加することを官能検査で確かめた。また、匂いのドメインアダプテーションと単語レベルの対照学習を行って匂い情報を獲得するシステムを提案し、匂いと言語の埋め込み表現の類似度を向上させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、我々はまだ嗅覚を情報として扱うことができない。しかし、嗅覚は情緒、雰囲気、記憶に関連する重要な感覚であり、この情報もIT技術で扱うことができればディジタル情報の範囲が大きく拡大する。本研究では、まず要素臭を嗅覚ディスプレイで調合することで香りを再現できることを示した。要素臭の調合比で香りを表現できることを意味し、ディジタル嗅覚技術の根幹をなすものである。また、香りの創作を行うシステムは今までに報告されたことはなく、その学問的意義は極めて大きい。また、嗅覚IT技術は社会的にはウェルビーイングに貢献できる。高齢者の認知・記憶機能の維持向上に嗅覚は有効と考えられ、大きな社会的意義も有する。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 匂いセンサの研究開発動向2023

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 雑誌名

      車載テクノロジー

      巻: vol.10 No.11 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 多成分調合型嗅覚ディスプレイを用いた匂いの再現の研究2022

    • 著者名/発表者名
      伊関方晶、Dani Prasetyawan, 横式康史、中本高道
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 142 号: 4 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.142.63

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2022-04-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploration of sensing data to realize intended odor impression using mass spectrum for odor mixture2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hasebe, Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: - 号: 8 ページ: e0273011-e0273011

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0273011

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Online learning for active odor sensing based on a QCM gas sensor array and an odor blender2022

    • 著者名/発表者名
      Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 22 号: 23 ページ: 22310-22318

    • DOI

      10.1109/jsen.2022.3215127

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machine learning for Scent: A Method of Extracting Sensing Data for Desired Scent Impressions, Expert systems with applications.2022

    • 著者名/発表者名
      Tanoy Debnath and Takamichi Nakamoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 16297-16297

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20388-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A study of odor reproduction using multi-component olfactory display.2022

    • 著者名/発表者名
      Iseki M, Prasetyawan D,Yokoshiki Y, Nakamoto T
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 142 号: 3 ページ: 63-70

    • DOI

      10.1002/eej.23392

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 要素臭と嗅覚ディスプレイによる香り再現2022

    • 著者名/発表者名
      中本高道、D.Prasetyawan、伊関方晶
    • 雑誌名

      アロマリサーチ

      巻: 23 ページ: 22-26

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 難しいとされた再現に成功 匂いは伝えられる2022

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 雑誌名

      Healthist

      巻: 275 ページ: 10-13

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Predicting individual perceptual scent impression from imbalanced dataset using mass spectrum of odorant molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Tanoy Debnath, Takamichi Nakamoto
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 12 号: 1 ページ: 3778-3778

    • DOI

      10.1038/s41598-022-07802-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ウェラブル嗅覚ディスプレイ2021

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会誌

      巻: 26 号: 3 ページ: 24-27

    • DOI

      10.18974/jvrsj.26.3_24

    • NAID

      130008113589

    • ISSN
      1342-6680, 2435-8746
    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Temporal Characteristics of Olfactory Displays with Different Structures2021

    • 著者名/発表者名
      ISEKI Masaaki、NAKAMOTO Takamichi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 4 ページ: 744-750

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAP1028

    • NAID

      130008013927

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2021-04-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppression of Interference of Fixative with Odorant Samples in Mass Spectrum using ICA2021

    • 著者名/発表者名
      Dani Prasetyawan;Takamichi Nakamoto
    • 雑誌名

      IEEE

      巻: 9 ページ: 134402-034412

    • DOI

      10.1109/access.2021.3115760

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機械学習を用いた精油の匂い記述子の予測2024

    • 著者名/発表者名
      原世紀,Dani Prasetyawan, 中本高道
    • 学会等名
      電気学会全国大会2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Quantification of Ternary Gas Mixture Based on Active Sensing Method Using QCM Sensor Array2024

    • 著者名/発表者名
      Ziteng Bao, Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      電気学会全国大会2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Odor Synthesis Method Based on Odor Components Using Deep Neural Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Aleixandre Manuel, Prasetyawan Dani, Nakamoto Takamichi
    • 学会等名
      電気学会ケミカルセンサ研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Creating Linguistic Embedding Space for Odors2024

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Kawamoto, Masaki Tashiro, Takamichi Nakamoto, Manabu Okumura
    • 学会等名
      International Symposium on Olfaction &Electronic Noses
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 匂いに関する言語埋め込み空間の作成2023

    • 著者名/発表者名
      川本稔己, 田代真生, 中本高道, 奥村学
    • 学会等名
      2023年度,人工知能学会全国大会 第37回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Translation of binary odor descriptors to continuous odor ratings2023

    • 著者名/発表者名
      Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      Sensors Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Online learning for active odor sensing system based on a sensor array2022

    • 著者名/発表者名
      Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      IEEJ workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Separation of Pure Perfume Mass Spectrum from Interferences Using ICA2022

    • 著者名/発表者名
      Dani Prasetyawan, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      ISOEN
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Odor Recorder Based on an Array of QCM Sensors Using Both Frequency Shifts and Resistance Changes2022

    • 著者名/発表者名
      Nanxin Gong, Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      IEEJ Chemical sensor workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 20成分調合嗅覚ディスプレイの特性最適化2022

    • 著者名/発表者名
      林寛人、中本高道
    • 学会等名
      日本VR学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Odor Recorder Based on an Array of QCM Sensors Using Frequency Shifts and Resistance Changes of Multiple Harmonics2022

    • 著者名/発表者名
      Nanxin Gong, Manuel Aleixandre, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      IEEE Sensors
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Method to Explore Odor Components using Olfactory Receptor Response2022

    • 著者名/発表者名
      Yuzhi Wang, Takamichi Nakamoto, Hiroaki Matsunami
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 独立成分分析を用いた香気成分マススペクトル抽出方法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      柏木雄介, プラセティアワンダニー, 中本高道
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Extraction of Perfume Mass Spectrometry with Independent Component Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Dani Prasetyawan・中本高道
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Inverse method to predict Mass Spectrum for binary Odor Descriptor using Machine Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Tanoy Debnath・Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多次元データ解析による嗅覚情報処理2022

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 学会等名
      センサ&IoTコンソーシアム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Prediction of Mouse Olfactory Receptor Response to Single Compounds and Mixture2021

    • 著者名/発表者名
      Yuzhi Wang, Takamichi Nakamoto and Hiroaki Matsunami
    • 学会等名
      電気学会E部門総合研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 要素臭を用いた香りの再現2021

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 学会等名
      嗅覚に切り込むアートセミナー、東京大学教養学部付属教養教育高度化機構、SHIBUYA QWS Innovation協会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マススペクトルデータと機械学習を用いた匂い印象予測モデルの性能向上2021

    • 著者名/発表者名
      長谷部大祐、中本高道
    • 学会等名
      センサ・マイクロシステムと応用システム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A Model to Predict Mass Spectrum from Odor Impression using Deep Neural Network2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hasebe, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      IEEE Sensors 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インクジェット素子とSAW霧化器を用いた嗅覚ディスプレイ2021

    • 著者名/発表者名
      八山広野、横式康史、中本高道
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ウェアラブル嗅覚ディスプレイにおける呼吸同期匂い提示の検討2021

    • 著者名/発表者名
      羽生雪子、中本高道
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The Aromatic Garden Exploring new ways to interactively interpret narratives combining olfaction and vision including temporal change of scents using olfactory display2021

    • 著者名/発表者名
      Saya Onai, Nathan Cohen, Takamichi Nakamoto
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Aromatic Garden - Exploring a new way to interactively engage with narrative environments combining olfaction and vision2021

    • 著者名/発表者名
      N.Cohen, S.Onai, T.Nakamoto
    • 学会等名
      4th Renewable Futures conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多次元データ解析を用いた香りの再現2021

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 学会等名
      理研シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディジタル嗅覚技術の最前線2021

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 学会等名
      日本信号テクニカルフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 嗅覚ディスプレイとは、<Q&Aで理解する>におい分析・評価・コントロール事例集2022

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      株式会社情報機構
    • ISBN
      9784865022292
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 嗅覚ディスプレイの開発、おいしさの科学とフードテック最前線、都甲編2022

    • 著者名/発表者名
      伊関方晶、中本高道
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      CMC出版
    • ISBN
      9784781316758
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 想定されるにおい分析以外の応用例とは  専門書【におい分析評価/対策事例と頻出Q&A集】2022

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 出版者
      株式会社情報機構
    • ISBN
      9784865022292
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 国内外の開発動向と今後の課題とは 専門書【におい分析評価/対策事例と頻出Q&A集】2022

    • 著者名/発表者名
      中本高道
    • 出版者
      株式会社情報機構
    • ISBN
      9784865022292
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 嗅覚及び力覚インタフェースを用いたマルチモーダルVR環境の構築、VR/AR技術における感覚の提示、拡張技術と最新応用事例2021

    • 著者名/発表者名
      赤羽、高橋、佐藤、中本
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048500
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 香り発生装置2021

    • 発明者名
      中本高道、八山広野
    • 権利者名
      国立大学法人東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-089976
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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