(57)【要約】【課題】  本発明では、電気化学的手法のような被測定物のサイズや形状の条件が制限されず、冷蔵庫のような密封された環境で測定する条件がなく鮮度および味を判別できる装置を提供する。すなわち飲食料がラッピングされている状態でも後述のセンサ部電極装置を接触させることにより鮮度および味を判別することができる。【解決手段】  本装置は、鮮度および味を評価する為の交流波発生装置、センサ部電極装置、信号検出装置、信号送信装置および信号受信サーバー装置からなるものであって、信号比較の為のデータベースをもったメモリ装置をクライアント側が持たない事を特徴とする。上記装置構成をとり、オンラインによるデータベース生成手法を採用した飲食料に関するセンサ装置であり、鮮度を判定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本装置は、鮮度および味を評価する為の交流波発生装置、センサ部電極装置、信号検出装置、信号送信装置および信号受信サーバー装置からなるものであって、信号比較の為のデータベースをもったメモリ装置をクライアント側が持たない事を特徴とする。
【請求項２】
上記装置構成をとり、オンラインによるデータベース生成手法を採用した飲食料に関するセンサ装置。
【請求項３】
上記センサ部電極装置は入力した交流波に対する反射もしくは透過信号を検出する為のものであって、信号検出感度を高める為１００ｋＨｚ以下の共鳴周波数をもつ構造をする事を特徴とする。具体的には陶器皿やセラミクスなどの高誘電体上に櫛形状の電極を形成させたものであり、櫛形状にすることによりフィルタリング機能をもつことを特徴とする装置。
【請求項４】
飲食料においては、電解質の濃度に依存する５０ｋＨｚ以下、細胞の脂肪率に依存する５０ｋＨｚから５００ｋＨｚ、その他高分子有機物質の同定に利用できるテラヘルツ領域の信号レベルを測定して鮮度、脂質および味の評価を行うことを特徴とする。
【請求項５】
上述のセンサ部電極装置からの信号情報に加え、ガスセンサや光学センサや他のセンサからの信号情報を総じて収集し、総合的に鮮度、脂質および味の評価を行うことを特徴としたセンサ装置。
【請求項６】
装置利用者がつけるスコアを最大化するようにデータベースを改修することができる事を特徴としたセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は飲食料の鮮度および味を判別するセンサ装置とデータベース生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、飲食料の味を数値化する為には、電気化学的手法による検査装置［特許文献１］などがあった。これらの装置は、飲食料を調理に適切な一口サイズ以下に切り取るか液状にする必要があった。本発明における飲食料とは、生鮮素材や調理後の飲食物を指す。【０００３】  従来、飲食料の鮮度を数値化する為には、菌の数を調査する顕微鏡などの装置やガスセンサを備えた装置［特許文献２］があった。顕微鏡などの装置では、光学部が必要で大型となっていた。また、ガスセンサを用いたものでは密封された冷蔵庫などでしか利用できず、飲食料がラッピングされている場合には測定精度が低くなってしまう欠点があった。さらにこれらの装置は、オフラインでの動作であるために検査結果を参照するデータベースを格納したメモリ装置が必要である問題があった。【０００４】  上記装置や方法においては検査結果を参照する為のデータベースおよびデータベースを収納したメモリ装置をあらかじめ用意する必要があり、経時的に変化する消費者の評価すなわち味の嗜好を一定のアルゴリズムで固定化しなければならない課題があった。以下、これをデータベースの固定化の課題とする。
【先行技術文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６４２８９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４９９９０号公報
【発明の概要】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記の通り従来技術においては、被測定物のサイズや形体の条件や上記のデータベースの固定化などの課題があった。従来、本課題を解決する装置構成（［課題を解決するための手段にて説明］にて記述）やオンラインによるデータベース生成手法を採用した飲食料に関するセンサ装置はなかった。【０００８】  本発明では、電気化学的手法のような被測定物のサイズや形状の条件が制限されず、且つデータベースの固定化の課題を克服する装置を提供する。さらに、密封された環境で測定する条件がなく鮮度および味を判別できる装置を提供する。すなわち飲食料がラッピングされている状態でも後述のセンサ部電極装置を接触させることにより鮮度および味を判別することができる。従って飲食料に接触しなければならない短所もある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本装置は、鮮度および味を評価する為の交流波発生装置、センサ部電極装置、信号検出装置、信号送信装置および信号受信サーバー装置からなるものであって、信号比較の為のデータベースをもったメモリ装置をクライアント側が持たない事を特徴とする。クライアント側とは交流波発生装置、センサ部電極装置、信号検出装置、および信号送信装置を指す。【００１０】  図１に上記装置と信号の流れを示す。交流波発生装置は１０ｋＨｚ以上の正弦波または矩形波をセンサ部電極装置へ送り、被測定物を透過および反射した信号を信号検出装置にてレベル判定する。そのレベルは信号発生装置を経由して信号受信サーバー装置で格納される。【００１１】  上記センサ部電極装置は入力した交流波に対する反射もしくは透過信号を検出する為のものであって、信号検出感度を高める為１００ｋＨｚ以下の共鳴周波数をもつ構造をする事を特徴とする。具体的には陶器皿やセラミクスなどの高誘電体上に櫛形状の電極を形成させたものであり、櫛形状にすることによりフィルタリング機能をもつことを特徴とする装置。【００１２】  上述の櫛形状の電極から成るセンサ部電極装置と信号の流れを図２に示す。図２はセンサ部電極装置の断面であり、電極２０２は櫛形形状であるために陽極と負極が交互となる形体をとる。高誘電体２０１上に設置された櫛形電極２０２は高誘電体膜２０３によってコーティングされている、これにより低周波の電気力線２０６および高周波の電気力線２０７、それら電気力線の密度は飲食料の電解質２０４および飲食料の細胞膜２０５で高くなることを特徴とする。このとき、高誘電体２０１の誘電率よりも高誘電体膜２０３の誘電体が高いことが望ましい。約５０ｋＨｚ境界として低周波の場合は電気力線が飲食料の電解質２０４、高周波の場合は電気力線が飲食料の細胞膜を通過する。【００１３】  図３に本発明におけるセンサ部電極装置による取得データのイメージを示す。取得データの縦軸はインピーダンス軸３０１、横軸は周波数軸３０２となっている。［００１１］で述べたレベルとは初期の飲食料インピーダンス曲線であり、後述で述べるＳ（ｆｎ）を指す。経時的にこのインピーダンス曲線は高くなり、図３に示す一定時間経過した飲食料インピーダンス曲線３０４のようになる。このことにより鮮度、苦味成分および脂質成分の評価を行うことができることを特徴とする。【００１４】  信号受信サーバー装置は周波数毎に得られた検出信号のレベルをデータ化して格納する。データ種類として、細胞を電気回路モデルで示す絶対値データと消費者の嗜好変化に対応した相対値データと分類し、両者を用いて鮮度および味を数値化する事を特徴とする装置。【００１５】  絶対値データＡは鮮度および脂質など消費者の嗜好に関わらず変化しないパラメータを格納したものであり、特定の周波数ｆｎ（ｎ≧１  整数）で検出された反射もしくは透過信号のレベルをＳ（ｆｎ）とすると、以下のように表すことを特徴とする。
Ａｎ＝Ｓ（ｆｎ）                                          ・・・（式１）
ｆｎ＝ｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・  共振周波数または共振点【００１６】  相対値データＲは嗜好の変化に対応したパラメータを格納したものであり、特定の周波数ｆｎ（ｎ≧１  整数）で検出された反射もしくは透過信号のレベルをＳ（ｆｎ）とすると、以下のように表すことを特徴とする。
Ｒｎ＝Ｓ（ｆｎ）−Ｏ（ｆｎ）                              ・・・（式２）
ｆｎ＝ｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・  共振周波数または共振点
ここで、基準レベルＯ（ｆｎ）を定義している。基準レベルＯ（ｆｎ）は変化するパラメータであって、初期設定または［００１９］で後述の機械学習から得られる高スコアの基準レベルを採用する。【００１７】  上述のデータは周波数依存関数で格納されており、装置利用者が閲覧して分かり易くするよう一定値ＤａおよびＤｒとして定義する。
Ｄａ＝ΣＡｎ２                                            ・・・（式３）
Ｄｒ＝ΣＲｎ２                                            ・・・（式４）
上記のＤｒを相関距離と定義する。本装置は消費者の嗜好の変化に対応した評価値をこの相関距離を用いて提供することを特徴とする。【００１８】  上記共振周波数は［００１２］および［００１３］で述べた電極装置から決定される。飲食料においては、電解質の濃度に依存する１０ｋＨｚから５０ｋＨｚ以下、細胞の脂肪率に依存する５０ｋＨｚから５００ｋＨｚ、その他高分子有機物質の同定に利用できるテラヘルツ領域の信号レベルＳ（ｆｎ）を測定して鮮度、苦味成分および脂質成分の評価を行うことを特徴とする。本装置では上記絶対値データＤａおよび相関距離Ｄｒを用いて飲食料の評価を行うことを特徴とする。【００１９】  上記の相関距離Ｄｒは基準レベルＯ（ｆｎ）の関数であって、小さい値であるほど飲食料の味評価が高い事を示す。しかしながら、装置利用者がその飲食料に対して普遍的に高い評価であることはない。そこで、装置利用者がつける評価をＱｔとしてこのスコアを最大化するようにＯ（ｆｎ）を決定する。ここで、Ｑｔ＝Ｑｔ｛Ｏ（ｆｎ）｝である事を仮定する。機械学習アルゴリズムから作成される学習モデルからＯ（ｆｎ）は決定される。【００２０】  式１においてＳ（ｆｎ）について補足的説明する。収集したデータの外れ値を排除し、相関係数が有意になるようにデータクレンジングを行う。データクレンジングした後のデータを利用し、味覚Ａに対して利用するｆｎの組み合わせを、統計的手法により判別する。統計的手法によって導いたｆｎを利用し、機械学習で仕様するデータセットを作成する。【００２１】  式１においてＳ（ｆｎ）について補足的説明する。収集したデータの外れ値を排除し、相関係数が有意になるようにデータクレンジングを行う。データクレンジングした後のデータを利用し、味覚Ａに対して利用するｆｎをクラスター分析によってデータを分類する。クラスター分析でデータを分類し、分類したデータ群毎に機械学習を用いることでより高い精度でデータの判別を行う事が出来る。
【発明の効果】
【００２２】  上記のような構成とすることで従来、被測定物のサイズや形体について条件があったが、本装置ではセンサ部電極装置に被測定物が接触するだけで鮮度および味を評価できる数値を提供できる。これにより、歴史上のレシピや過去に亡くなった方が作ったレシピを再現する事に寄与する。【００２３】  本発明の利用形態の一つとして、コンビニエンスストアなどの飲食料小売店に設置される開放型の冷蔵ショーケースへの適用も想定されている。冷蔵庫などの密封された環境で測定するガスセンサ型鮮度判別とことなり、密閉条件がなく鮮度および味を判別できる装置を提供する。さらに飲食料がラッピングされている状態でも後述のセンサ部電極装置を接触させることにより鮮度および味を判別することができる。【００２４】  本装置によって上記のように測定方法が容易である為、従来技術をもちいた装置と比較して装置の設置台数が１万台以上となることを想定している。従来技術を用いた装置ではデータベースの情報更新にはソフトウエアの更新もしくはセンサ装置を買い替えるなどの課題があった（［０００４］記載のデータベースの固定化の課題に起因）。【００２５】  さらに本装置のもつデータベースは装置利用者からのフィードバックによって更新され続け、装置利用者の情報共有基盤として機能する。この情報共有基盤を通じて人が求める新たなレシピ開発に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明における装置構成および信号の流れを説明
【図２】本発明におけるセンサ部電極装置および電気力線の様子を説明
【図３】本発明におけるセンサ部電極装置による取得データのイメージを説明
【図４】本発明における装置構成における、具体例を説明
【図５】本発明における装置構成における、スマートフォンを用いた具体例を説明
【図６】実施例における取得データ
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２７】  図４に本発明における装置の具体例を実施例１として示す。本装置は一般家庭用冷蔵庫のように密封されていない日配品用多段式ショーケースの一部に設置され３〜７度の温度範囲にある。【００２８】  本実施例では交流波発生装置４０１、センサ部電極装置４０２、ＡＤ変換器４０３、処理装置４０４、信号送信装置４０５、信号受信サーバー装置４０６、信号受信装置４０７および結果表示装置４０８から成る装置。【００２９】  本実施例では交流波発生装置４０１からの交流波の周波数は１０ｋＨｚから１００ｋＨｚとなっており、小型で軽量のＡＲＭベースのボードコンピュータであるラズベリーパイ財団のラズベリーパイに実装されている。その他のマイコンおよびオシレータＩＣによって実現することもできる。本実施例ではラズベリーパイが処理装置４０４および信号送信装置４０５を搭載している。【００３０】  本実施例におけるセンサ部電極装置４０２において、［００１３］および図２に記載の櫛形電極を採用し、電極間の周長は１ｍｍであって、幅１０ｍｍを採用した。交流波の周波数を１００ｋＨｚとする場合、周長は周波数に反比例して短くするものとする。【００３１】  本実施例における信号受信サーバー装置４０６に関しては、米国アマゾン社が提供するＡＷＳを利用し、［００１５］から［００１７］に記載の取得データのデータベース化、［００１９］から［００２１］に記載の機械学習を実装した。【００３２】  表示結果装置４０８に結果を表示させる為、信号受信サーバー装置からセンシング結果を信号受信装置４０７経由で表示した。【００３３】  図６に実施例１における幕ノ内弁当の取得データを示す。初期状態の飲食料の基準データＯ（ｆｎ）６０１から、この結果から経過日数が経つごとに６０２、６０３、６０４と取得データＳ（ｆｎ）レベルが増加傾向にあることがわかる。
【実施例２】
【００３４】  図５に２つ目の具体例として表示装置をクライアント側の装置に持たない実施例を示す。実施例１との相違点として、信号受信装置および結果表示装置をクライアント側が持たず、スマートフォンなどのインターネット接続可能な装置５０７によってセンシング結果を表示した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】  本発明は冷蔵装置および恒温装置に関する産業分野でも活用できる。実施例で示したように、本装置は一般家庭用冷蔵庫のように密封されていない日配品用多段式ショーケースの一部に設置することができ、図６のように鮮度や味を判別することができる。
【符号の説明】
【００３６】２０１  高誘電体
２０２  櫛形電極
２０３  高誘電膜
２０４  飲食料の電解質
２０５  飲食料の細胞膜
２０６  低周波の電気力線
２０７  高周波の電気力線
３０１  インピーダンス軸
３０２  周波数軸
３０３  初期の飲食料インピーダンス曲線
３０４  一定時間経過した飲食料インピーダンス曲線
４０１  交流波発生装置
４０２  センサ部電極装置
４０３  ＡＤ変換器
４０４  処理装置
４０５  信号送信装置
４０６  信号受信サーバー装置
４０７  信号受信装置
４０８  結果表示装置
５０１  交流波発生装置
５０２  センサ部電極装置
５０３  ＡＤ変換器
５０４  処理装置
５０５  信号送信装置
５０６  信号受信サーバー装置
５０７  結果表示装置
６０１  初期状態の飲食料の基準データＯ（ｆｎ）
６０２  ２日後の飲食料の取得データＳ（ｆｎ）
６０３  ３日後の飲食料の取得データＳ（ｆｎ）
６０４  ４日後の飲食料の取得データＳ（ｆｎ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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