聴覚センシング

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研究代表者:
調査報告書から (CREST )
研究課題:
生体センシング調査報告

技術解説

★仮サンプル★

1.注目される技術の研究開発、先行する地域・機関
1.1 食感評価音響センサ
(1)概説
・本研究の目的は、人間の咀嚼動作、咀嚼音の取得の仕方を模倣することにより、食品咀嚼時のテクスチャー(食感:食品咀嚼時に口内に生ずる物理的な感覚)知覚の音響特性を取得し食感評価を行うことである。
・食品のおいしさの要因は、化学的要因(味、におい)と物理的要因(歯ごたえ、のどごし)に分けられる。物理的要因である「食感」の知覚要因は以下の三つであるが、食感はこれらが咀嚼動作と密接に関連して生ずる複雑な感覚である。この中で食品が生じる音がテクスチャーに大きく関連していることが知られている。

1)口腔内皮膚の触覚
2)歯や顎骨での圧覚
3)食品破砕音に対する聴覚

・食品咀嚼音の伝搬経路としては、
1)空気伝導音 :口から外界の空気振動を介して外耳道、鼓膜、耳小骨、蝸牛へ到達
2)骨伝導音 :直接歯から顎骨の振動を通じて蝸牛へ伝搬
があるが、咀嚼音の知覚においてはいずれが支配的ということはない。本研究のシステムでは咀嚼音取得法として骨伝導の仕組みを採用している。
・食品の破砕法は以下を模倣している。

1)前歯によるせん断動作
2)奥歯によるすりつぶし動作
・従来のテクチャー評価法(レオメータ、テクスチュロメータによる歪-応力曲線の計測)は、人間が感ずるテクスチャーとの関連づけが困難であり、また咀嚼音の分析報告はなされてきたがテクスチャー評価に関するものは少なく本研究により新たな知見が得られ食品産業などに応用されることが期待される。

(2)研究開発動向と先行する地域・機関
1)研究開発機関:東京大学(小野 他)

2)「前歯せん断型システム」
①構造
アクリル歯、アクリル骨、2つのAE(アコースティックエミッション)センサ、シリコンゴム・吸振剤(音源定位阻害要因となる音の反射防止)を上下に移動できる自動ステージ上に設置し、耳による空間情報取得の原理と骨伝導・前歯によるせん断動作を組み合わせたシステムを構成。
②測定結果
クラコット、リンゴ、ポテトチップス、ポッキーについて13の特徴量(破砕音の空間情報、平均周波数、パワー)を基に主成分分析を行い、4種の食品が明確に分離できた。

2)「奥歯すりつぶし型システム」
①構造
構成要素は前歯せん断型とほぼ同じであるが、下顎にあたるアクリル骨は左右に移動できる自動ステージに設置。
②測定結果
ビスケット、フライの衣、水分を加えたフライの衣を試料として時間周波数分析を行い、ビスケットとフライの衣の周波数成分の違い、フライの衣に水分を加えることにより咀嚼音のパワーが急速に減少する様子を確認できた。


概要図

論文等

関連特許

関連リンク

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