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匂い情報の知的処理システムの設計とその評価法の確立

検出装置の概観

写真1 検出装置の概観

車載型検出装置の概観

写真2 車載型検出装置の概観

 初期の計算機は主として数値計算用として利用されてきたが、その後の計算機の進歩は著しく、近年はテキスト処理、画像処理、音声処理、知識処理などにその対象分野を拡大し、高度情報化社会の発展に寄与している。開発者らは、従来の視聴覚融合技術に加えて、新たに嗅覚情報を取り入れた計算機処理に関する研究グループを形成し、長年匂い情報処理の研究を行っている。具体的には、匂いの計測システムを構築し、ニューラルネットワークや独立成分分析、遺伝的アルゴリズムに基づいた知的信号処理を用いて、匂い識別、匂い分解、匂い合成ならびに匂い通信を可能にする匂い情報処理技術を確立してきた。とくに、比較的安価な半導体ガスセンサを多数配列し、それらのセンサから得られた匂い計測データに含まれるノイズおよび信号成分を分離し、競合型ニューラルネットワークによる匂い基本成分の抽出を行っている。また、学習ベクトル量子化による匂い識別法を提案し、匂いの基本要素を抽出し、匂い合成および匂い分解と匂い通信を可能にする匂い情報システムを構築し、匂い情報処理技術を確立し、匂い識別システムの小型軽量なハードウェア化を行ってきた。

 産業分野における情報システムが対象としている分野の拡大は著しく、視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚という五感情報処理への挑戦が始まっている。これまで、開発者らの研究グループは、匂いの計測から識別、合成と分解および匂い通信や匂い識別機の開発など匂い情報処理に関する一連の研究を行い、優れた研究成果を得てきた。動物は、麻薬犬に見られるように嗅覚機能を活用した行動を行っているものが多い。2004年(平成16年)には、リチャード・アクセル教授とリンダ・バック博士は匂い分子を感知する嗅覚受容体の発見でノーベル医学・生理学賞を受賞し、それ以降匂い情報処理の研究の重要性が認識され始めている。本研究グループは、匂い情報処理手法を工学的見地から研究し、五感情報処理の1つである匂い情報を用いた高機能な情報処理を実現する研究を行ってきた。本研究は、香りの科学への展開による人間の感性の表現や情報の質の向上に寄与するとともに、匂い情報による危険物検知、匂いによる火災報知器の動作指示など数多くの応用を秘めた研究である。


 本研究の成果に対して、電気学会は、2009年、角谷透((株)船井電機新応用技術研究所)、吉岡理文(大阪府立大学)、藤中透(広島大学)、中本高道(東京工業大学)、田中進(静岡県工業技術研究所)に電気学会振興賞(進歩賞)を贈った。

文献

[1] 中本高道(編),大松 繁,藤中 透、嗅覚ディスプレイ:におい・香りのマルチメディアツール、フレグランスジャーナル社,2008
[2] T. Fujinaka, M. Yoshioka, S. Omatu, and T. Kosaka、Intelligent Electronic Nose Systems for Fire Detection Systems Based on Neural Networks、2nd ADVCOMP, Spain,2008
[3] N. Nimsuk, and T. Nakamoto、Improvement of Robustness of Odor Classification in Dynaically Changing Concentration against Environmental Change、電気学会論文誌E, Vol.128, No. 5, pp. 214-218,2008
[4] 望月紀寿,田中 進、におい計測のための周波数カウンター、志津丘工業技術センター研究報告,2005
[5] C. Bancha, M. Yoshioka,T. Fujinaka, and S. Omatu、Detecting Household Burning Smell Using a Neuro-Electronic Nose System、電気学会論文誌C Vol.124, No. 2, pp.520-525,2004
[6] C. Bancha, M. Yoshioka, T. Fujinaka, and S. Omatu、Detecting Household Burring Smell Using a Neuro-Electronic Noise System、IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems, Vol. 124, No. 2, pp. 520-525,2004

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パターン認識・理解、ディジタル信号処理、センサ、電子デバイス、ニューラルネットワーク、匂い検出、水晶振動子センサ、金属酸化物半導体センサ、センサアレイ、多変量解析
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