地方独立行政法人 鳥取県産業技術センター

特集～研究紹介～■最新の研究成果の紹介
当センターでは、企業のみなさまが抱える技術課題や、製造業の社会ニーズに対応した研究開発を行っています。
本号では、最新の研究成果を紹介します。過去の研究成果も、当センターのホームページに紹介していますので、研究成果の活用や共同研究に関心のある方は、当センターにお問い合わせください。

人工知能を用いた外観検査判定精度向上技術の開発
電子システムグループ

主任研究員 福留祐太

製品の「見た目」を検査する外観検査
鳥取県では、推計人口が 55 万人を下回るなど人口減少の傾向が続いており、深刻な人手不足が進んでいます。そうした中、競争力確保に向けて、ロボットや自動機械の導入による生産性の向上を検討する県内企業からの相談が多く寄せられています。特に、製品の「表面状態」を検査する

図１ 畳み込みニューラルネットワーク（CNN）

外観検査については、多くの生産現場で検査員の目視による検査が依然行われているのが現状で、

表１ AI モデル評価結果早期の自動化が求められています。
一般的には、外観検査工程の自動化においては、カメラで検査対象を撮像した画像に対して、「パターンマッチング」と呼ばれる画像処理手法で OK/NG を判定する手法が多く用いられています。しかし、この手法では「製品を照らす照明の光量変化が大きい」、「欠陥の大きさや形状が一この手法により、約150枚の元データから学習定でない」などの場合に、検出精度が大きく低下用データセットとして、それぞれ約6000枚のNGするという課題があります。
この課題を解決するため、近年注目されているデータとOKデータを作成し、図１で示すような人工知能（AI）技術を活用し、照明環境や欠陥の畳み込みニューラルネットワーク（CNN）と呼ば大きさ、様々な形状の外観検査に対する判定精度れるAIモデルの開発を行いました。その結果、開向上に関する技術開発を行いました。

発したAIモデルを用いることで、正答率と適合率共に90%以上を達成できることが確認できました

工業製品に対する人工知能（AI）技術（表１）。

人工知能（AI）の開発には偏りの少ない大量のアピールポイントデータが必要です。しかし、工業製品では、良品に比べて不良品の数は通常少ないので、得られる人工知能（AI）技術を活用することで、照明環NGデータがOKデータに対して著しく少なくなっ境や欠陥の大きさや形状によらず高い検出率の外てしまいます。このデータの偏りに対する解決策

観検査装置を開発・導入することが可能になりまとして、検査画像を分割してNGデータの水増しす。SIer企業や外観検査装置を活用できる人材をを行うとともに、局所的に検査を行う手法を考案育成したい製造業企業の皆様のご活用をお待ちしし、開発を行いました。ております。

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特集～研究紹介～

ハンドセンサを用いたパワーアシスト調整機能付き簡易装着型ロボット介護機器の開発
機械・計測制御グループ上席研究員 吉田裕亮

既存のロボット介護機器の課題
介護現場では、介護者の肉体的負担が増しており、特に腰痛問題は大きな課題となっています。
近年、負担軽減のために、パワーアシスト付きロボット介護機器の導入が進みつつあります。
しかし、既存のロボット介護機器の多くは、腰部負荷量が小さい作業時もパワーアシスト機能が働き、逆に介護者が疲労感を感じることがありま

図１ ロボット介護機器のシステム概要す。そこで、腰部負荷量の小さい作業時でも違和大きな負荷がかかる6㎏時は、従来機器と同様に感や疲労感を感じにくくすることを目的に、ハン疲労感を軽減する結果が得られました。また、今ドセンサを介して最適なパワーアシスト力を自動回の目標とした腰部負荷量が小さい作業時となる調整するロボット介護機器の開発を行いました。

1㎏時の結果を図2に示します。縦軸は腰部の疲労ハンドセンサの開発と腰部負荷量の AI 推定感で、数値が小さいほど疲労感が大きいことを示

重 量 を 計 測 す る セ ン サ 部 は、0.1㎜ 厚 のTPUしています。開発したロボット介護機器では、アシートに銀ナノペーストで印刷した回路上に、イシスト力の必要性が低いの軽作業時(1㎏の荷物)

ナ バ ゴ ム ( 株 ) 製 の 感 圧 導 電 性 ゴ ム「イ ナ ス トは過大なアシストを行わず、アシストなしと同様マー」を重ねた構造とし、さらに、9軸慣性センの数値となり、疲労感の悪化を防くことが可能でサを手の甲に取り付け、手の傾きや移動量を計測あることがわかりました。

するハンドセンサを開発しました。
また、ハンドセンサの出力値からディープラーニングを用いて腰部負荷量を推定するAIモデルを開発し、筋電位センサーによる筋活動電位の実測値と比較検証を行いました。その結果、相関係数0.92となり良好な推定値を得ることができました。

AI モデルを搭載したロボット介護機器の開発

図２ 重量１㎏時の検証結果

新たなロボット介護機器は、ハンドセンサから今後の取り組みの出力値をAI推定モデルが組み込まれたマイコンに無線通信し、腰部負荷量の推定値に比例して今後は、ハンドセンサ単体（特許出願済み）、モータを出力する図１のシステムとしました。

ハンドセンサを用いた腰部負荷量の予測、または腰部負荷量のAI推定モデルが疲労感に与える影

これら技術を用いた装着型ロボット機器（特許出響を検証するため、開発したロボット介護機器を願済み）の商品化を目指します。医療・介護分野

装着して、6㎏と1㎏の荷物を持って屈伸運動を連のみに限らず、腰痛対策が必要な工業・農業・流続して約７０秒間（約35回）行った結果、腰部に通分野等の広い分野での活用を期待しています。

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特集～研究紹介～

乳酸菌を活用した魚醤油の付加価値向上
水畜産食品グループ
魚醤油はヒスタミンを蓄積することがある研究員 藤光 洋志

製造実証試験でもヒスタミン蓄積を抑制

魚醤油は、魚肉に塩を加え発酵させた食品で、小規模試験では、使用した 3 種のスターター菌秋田県の「しょっつる」やベトナムの「ニョクマム」

株すべてヒスタミン蓄積を抑制しました（ヒスタなどが有名です。これまでに食品開発研究所ではミン濃度:不検出、検出下限:50ppm）。グラフはエチゼンクラゲやクロマグロ内臓の利活用法としそのうち代表的な T.halophilus 14-1 株の結果をて、魚醤油を提案し、県内企業での製品開発や製示します。

造技術開発の支援を続けてきました。

また製造実証試験でも、T.halophilus 14-1 株

魚醤油は発酵過程で、アレルギー様食中毒を引を加えることでヒスタミン蓄積を抑制し(検出条

き起こすヒスタミンが蓄積することがあり、その件等は小規模試験と同様)、製造工程でもスター濃度は、国内規制値はないものの、海外では規制

ター乳酸菌の添加は有効であることが示唆されまされています（CODEX 400ppm 以下）。

した。

安全性の観点から、国内外を問わずヒスタミン濃度は低い方が望ましいと考えられます。

乳酸菌を利用してヒスタミン蓄積を抑制
ヒスタミン蓄積の原因はヒスチジン脱炭酸酵素をも つ 乳 酸 菌 （Tetragenococcus halophilus）です（図 1、ヒスタミン生成菌）。そこで魚 醤 油

小規模試験におけるヒスタミン蓄積の推移

発 酵 開 始 時 に、同遺伝子を持っていない乳酸菌（図 1、ヒスタミン生成菌に変化しない菌）をス

図 3 乳酸菌添加によるヒスタミン蓄積抑制の検証結果ターターとして添加して、魚醤油を製造することを試みました（図 2、イメージ参照）。

ヒスタミン生成菌

ヒスタミン生成菌に変化できる菌

スターター乳酸菌添加タンク

ヒスタミン生成菌に変化しない菌

乳酸菌無添加タンク

図 4 魚醤油製造工場での実証実験

図 1 ヒスタミン蓄積に関与する 3 種類の乳酸菌

アピールポイント(Tetragenococcus halophilus subspp.)

本技術を活用することで、水産発酵食品（魚醤油、へしこ、なれ寿司など）のヒスタミン蓄積を予防できます。また一般に乳酸菌を加えない食品
製造開始時の菌叢を制御できないと…

ヒスタミン生成菌が優占になりヒスタミンが蓄積してしまう（からすみ、干物など）に乳酸菌を使用することで味や風味について変化を与えることも期待できます。ご関心のある方は、ぜひご連絡ください。

製造開始時に乳酸菌を加えると…

※本研究は、農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業（平成２８～２９年,農林水産省）、交付金プロジェクト研究（平成３０年,(国研)水産研究・教育機構）によって行われました。

ヒスタミン生成菌の増殖を抑えヒスタミンが蓄積を予防できる

図 2 魚醤油発酵中の菌叢の変化（イメージ）

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