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公開番号2024024773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-26
出願番号2022127642
出願日2022-08-10
発明の名称食品分析システム、食品分析システムに用いられる部材、信号発生装置、及び信号解析装置
出願人国立大学法人山形大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 19/00 20060101AFI20240216BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来に比べてより確立的な物性評価指標を与えることができる食品分析システム等を提供することを目的とする。
【解決手段】信号発生装置と信号解析装置を備える食品分析システムである。信号発生装置は、第一の基体と、第一の基体の厚み方向における一方の面側に突出している第一の突出部を有する、第一の部材と;第二の基体と、第二の基体の厚み方向における一方の面側に突出している第二の突出部を有する、第二の部材と;第二の基体の厚み方向における一方の面側に設けた載置部と;を含む。第二の突出部と載置部を利用して載置された食品サンプルを、第一の突出部と第二の突出部の間に挟み込んで圧力を加えることにより、第一の基体、第二の基体、及び載置部の少なくとも1つに設けたセンサーに信号を発生させるように構成されている。信号解析装置は、センサーを通じて得られた信号を解析する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
信号発生装置と信号解析装置を備える食品分析システムであって、
前記信号発生装置は、
第一の基体と、前記第一の基体の厚み方向における一方の面側に突出している第一の突出部を有する、第一の部材と、
第二の基体と、前記第二の基体の厚み方向における一方の面側に突出している第二の突出部を有する、第二の部材と、
前記第二の基体の厚み方向における前記一方の面側に設けた載置部と、
を含み、
前記第二の突出部と前記載置部を利用して載置された食品サンプルを、前記第一の突出部と前記第二の突出部の間に挟み込んで圧力を加えることにより、前記第一の基体、前記第二の基体、及び前記載置部の少なくとも１つに設けたセンサーに信号を発生させるように構成されており、
前記信号解析装置が、前記センサーを通じて得られた信号を解析する、
ことを特徴とする食品分析システム。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記第一の部材、及び／又は、前記第二の部材は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂から成る、請求項１に記載の食品分析システム。
【請求項３】
前記第一の基体の厚み方向における他方の面側に第一のセンサーを設置し、及び／又は、前記第二の基体の厚み方向における他方の面側に第二のセンサーを設置した、請求項１に記載の食品分析システム。
【請求項４】
前記第二の基体の厚み方向において前記第二のセンサーを覆うように第一の伝播材を設けた、請求項３に記載の食品分析システム。
【請求項５】
前記第一の伝播材は、化学架橋ゴム又は化学架橋ゲルである、請求項４に記載の食品分析システム。
【請求項６】
前記載置部の少なくとも一部が、前記第二の部材によって形成されている、請求項１に記載の食品分析システム。
【請求項７】
前記載置部の少なくとも一部が、第二の伝播材によって形成されている、請求項１に記載の食品分析システム。
【請求項８】
前記第二の伝播材は、物理架橋ゲルである、請求項７に記載の食品分析システム。
【請求項９】
前記載置部に設けた第三のセンサーを前記第二の基体の厚み方向において前記物理架橋ゲルの内部に設けた、請求項８に記載の食品分析システム。
【請求項１０】
前記第一の突出部の突端、及び／又は、前記第二の突出部の突端は、ヒトの歯状、線状、点状、面状のいずれかの形状、又は、これらの中の少なくとも２つを組み合わせた形状を有する、請求項１に記載の食品分析システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品分析システム、特に、信号解析装置を備えた食品分析システムと、食品分析システムに用いられる部材、信号発生装置、及び信号解析装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
食品分析に使用される既存技術は、官能評価と物性評価に大別される。官能評価は、人の五感（視覚、味覚、触覚、嗅覚、聴覚）や試食者へのアンケート表を用いた主観的、統計的な指標に基くものである。この評価方法は、個人の主観に依存する要素があり、この結果、汎用的な傾向を解析するために多くの調査母数が必要である等の欠点がある。一方、物性評価は、装置、圧子、ロードセルなどを用いて測定された、圧縮、引張、押しつぶし等に関する客観的、定量的な指標に基づくものである。よって、官能評価に比べて、より客観的な評価を迅速に得られるといった利点を有するが、測定された数値等は乱雑な傾向を示すことが多いため、標準的な解釈を与えることがしばしば困難になる等の欠点がある。
【０００３】
ところで、食品加工技術では、今日、３Ｄフードプリンティングといった新しい形態の食品製造方法が確立されつつある。３Ｄフードプリンティングによれば、形状の自由度が高い様々な食品を容易に製造することができるが、このような方法で製造された食品の品質、再現性等について、食品業界ではこれまでほとんど議論されてこなかった。３Ｄフードプリンタが登場したことで、食品業界等においても、今後、より客観的、定量的な指標に基づいて食品の品質、再現性等の分析を行うことができる方法論の確立、更に言えば、物性評価に基づく方法論の確立がますます重要な課題となることは明らかである。
【０００４】
物性評価に関連して、近年、定量的な食感評価に関する研究として、非特許文献１に開示されているような、機械学習と食感データを組み合わせた興味深い研究結果が発表された。この非特許文献１には、複数種類の市販のポテトチップスを、奥歯に見立てた圧縮装置を用いて破砕した際に得られる時系列データを用いることによって、約８０％の精度でそれらの種類を判別することに成功した、との報告がなされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
Shunsuke Yoshida, Makoto Takemasa, “Food textureanalysis based on machine learning”, The 34th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2020
「システム工学を変革するソフトロボット学」特集号「物理リザバー計算の射程－ソフトロボットを例に」中嶋浩平 Vol. 63, No. 12, pp.505-511, 2019
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来に比べてより確立的な物性評価指標を与えることができる食品分析システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様による食品分析システムは、信号発生装置と信号解析装置を備える食品分析システムであって、前記信号発生装置は、第一の基体と、前記第一の基体の厚み方向における一方の面側に突出している第一の突出部を有する、第一の部材と；第二の基体と、前記第二の基体の厚み方向における一方の面側に突出している第二の突出部を有する、第二の部材と；前記第二の基体の厚み方向における前記一方の面側に設けた載置部と；を含み、前記第二の突出部と前記載置部を利用して載置された食品サンプルを、前記第一の突出部と前記第二の突出部の間に挟み込んで圧力を加えることにより、前記第一の基体、前記第二の基体、及び前記載置部の少なくとも１つに設けたセンサーに信号を発生させるように構成されており、前記信号解析装置が、前記センサーを通じて得られた信号を解析することを特徴として有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来に比べてより確立的な物性評価指標を与えることができる食品分析システム等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の好適な一つの実施形態としての食品分析システムのブロック図である。
信号発生装置をロボットアームに取り付けた状態で撮影した写真である。
信号発生装置に食品サンプル載置した使用状態の一例を撮影した写真である。
信号発生装置の分解斜視図を模式的に示した図である。
信号発生装置の構成部材である上顎部材と下顎部材を後側から見た概略斜視図である。
信号発生装置の構成部材である上顎部材と下顎部材の側面図である。
信号発生装置の構成部材である上顎部材と下顎部材の正面図である。
第一乃至第三のセンサーを用いて、ある１つの食品サンプルについて発生させた波形の一例を示す図である。
信号解析装置による一例としての処理フローを示す図である。
信号解析装置による前処理によって生成した波形データの一例を示す図である。
物理レザバー計算の概念図を示す図である。
実施例で使用した食品サンプルを示した図である。
実施例８で用いた突出部の変形態様例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状及び部材の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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