肉の鮮度を嗅ぎ分けるアプリ「電子鼻」が開発中。AIはヒトの嗅覚まで再現できる!?

チェン氏ら研究チームによる電子鼻のテスト
チェン氏ら研究チームによる電子鼻のテスト / Credit:NTUsg
reference: sciencedaily

人の嗅覚は肉の鮮度を大まかに見抜けますが、その感じ方は人によって大きく異なります。

そこで、シンガポール・南洋理工大学(NTU)の材料科学工学部のシャオドン・チェン教授ら研究チームは、誰もが同じ尺度で正確に肉の鮮度を調べられる「電子鼻(e-nose)」を開発しました。

彼らの研究は10月1日付の科学誌『Advanced Materials』に掲載されており、これによると、電子鼻は98.5%の精度で肉の鮮度を予測できたのこと。

>参照元はこちら(英文)

電子鼻は哺乳類の鼻を模倣する

肉の鮮度をにおいで判断する
肉の鮮度をにおいで判断する / Credit:depositphotos

研究チームによって開発された電子鼻は、哺乳類の鼻の働きを模倣しています

通常、肉の鮮度が落ち腐敗が進むと、ガスが生成されます。

そして哺乳類の鼻には、においをに伝える受容体と呼ばれる信号変換器が備わっており、ここにガス成分が結合することで、特有のにおい信号が脳へ伝達されるのです。

次に脳は、これら複数の情報を整理しパターン分けすることで、腐敗に伴って発生するにおいを特定するようになっています。

電子脳ではこの嗅覚システムを模倣するために、肉の腐敗ガスに反応する「色付きバーコード紙」とそのバーコードの色の組合せを分析する「バーコードリーダー」が用いられます。

肉の腐敗ガスがバーコードを作る

肉の腐敗ガスに応じてバーコードが変化する
肉の腐敗ガスに応じてバーコードが変化する / Credit:NTUsg

電子鼻バーコードには20本のバーがあり、これらが鼻の受容体として機能するとのこと。

各バーには異なる染料が装填されており、ガスの種類や濃度に応じて色に複雑な変化が生じるようになっています。

そのため肉の状態を細部にまで示すカラフルなバーコードが自然とできるのです。これは、いわば「においの指紋」とも言えるでしょう。

例えば、バーコード紙の一本目のバーには、弱酸性の黄色の色素が含まれています。これは肉の腐敗によって生成される窒素含有化合物に反応して、青色へと変化します。

色の強さは化合物の濃度によって異なるため、青色の濃度が1つの判断基準になるのです。

このような濃度の異なるバーが20本もあるため、肉の状態を正確に表現したバーコードが出来上がるのですね。

電子鼻バーコードリーダーは98.5%の精度で、肉の鮮度を判断できる

バーコードリーダーが鮮度を判断する
バーコードリーダーが鮮度を判断する / Credit:NTUsg

そして哺乳類では受容体の信号を脳が分析するように、人工知能を搭載したバーコードリーダーが、バーコードの色から肉の鮮度を予測します。

人工知能にはあらかじめ色と鮮度の関係を学習させており、大規模なライブラリから素早く鮮度を測定できるとのこと。

このバーコードリーダーはスマートフォンアプリとして、携帯機器にインストールできます。そのためバーコード紙があるなら、30秒ほどでどこでも鮮度を計測可能。

結果は鮮度ゲージと共に、国際基準に基づいて「新鮮」「鮮度が低い」「腐敗している」の3つに分類されます。

98.5%の精度で鮮度を判断できた
98.5%の精度で鮮度を判断できた / Credit:NTUsg

実際、市販のパッケージに入った鶏肉、魚、牛肉のサンプルを熟成させてテストしたところ、研究チームは98.5%の精度で肉の鮮度を予測できました。

チェン氏によると、「電子鼻バーコードは、肉の鮮度を消費者へ保証するものとなります。これにより消費者はお金を節約でき、環境保護にも役立つでしょう」とのこと。

食品の鮮度をリアルタイムで監視する「電子鼻システム」は現在特許出願中です。今後、研究チームは企業と連携して、他の生鮮食品への適用を目指します。

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