「におうぞ、これはあの人だ」パナソニックが目指す嗅覚のデジタル化：組み込み開発ニュース

[三島一孝，MONOist]

　パナソニック インダストリーは2022年11月11日、人の五感の内、残された嗅覚のデジタル化を実現する嗅覚センシング技術についてプレスセミナーを開催した。呼気のにおいによる人の識別や、五感を使ったメタバース環境の実現などへの活用を想定している。

パナソニック インダストリーの人工嗅覚システムプロトタイプの外観［クリックで拡大］

人の五感のデジタル化で最後に残された「嗅覚」

　センシング技術の進化により、人の五感のデジタル化はさまざまな領域で進んでいる。その中で唯一実用化が進んでいないのが嗅覚だ。嗅覚のセンシングは、におい物質の種類が膨大である点、におい物質の濃度が非常に薄いという点から、従来は難しかった。そこでパナソニック インダストリーでは、生物と同等のセンサー原理を再現し、センシング技術とAI（人工知能）技術を組み合わせることで、多様なにおいの判別を可能とする技術を開発した。

　生物がにおいを感じる仕組みは、まず鼻腔や口腔からにおい分子を吸引し、それを嗅覚受容体によりにおい分子を補足する。それを嗅細胞で電気信号に変換し、大脳の記憶からにおいを識別するという流れで行われている。これをそのまま再現した。ファン（ポンプ）でにおい分子を吸引し、感応膜でにおい分子を補足。トランデューサにより電気信号に変換し、AIでにおいを判別する。

パナソニック インダストリーが開発した嗅覚センサーの原理［クリックで拡大］ 出所：パナソニック インダストリー

　開発した技術は感応膜を16個搭載し、16chでにおい分子を電気信号化し、そのパターンの組み合わせでにおいを見極める。1つの感応膜で1つのにおい分子を捉えるわけではなく、複数のにおい分子を捉える仕組みであるために、現在の仕組みで対象となるにおい分子が増えた場合でもある程度は対応が可能だという。「全ての膜の反応のパターンの変化を見て機械学習により反応結果を分析し、パターンを作る。現状でも人がにおいを感じる範囲の70％はカバーできる」とパナソニック インダストリー 技術本部 センシングソリューション開発センター ソサエティソリューション開発2部 開発3課 主任技師の中尾厚夫氏は語る。16個の感応膜を搭載したデバイス部分のサイズは6mm程度の大きさだという。

16個chでにおい分子の電気信号を捉える動作イメージ［クリックで拡大］ 出所：パナソニック インダストリー

　既にこの人工嗅覚センサーを用いた東京大学との共同研究により、呼気による個人認証の実験に成功。20人を呼気により97％以上の精度で判別することができたとしている。ただ、この実証試験では空腹時や香水などのにおい物質の変化を生まない環境を条件とし、においの濃いものを食べた状況だと判別精度は下がる。今後は、こうした付随的なにおいの変化があっても高い精度を維持できるように、AIによる嗅覚認識部分の高度化を進める考えだ。「飼い主が香水をつけたり、においの強いものを食べたりしても犬が問題なく認識できるように、固有のにおいを判別する法則があるはずだ」（中尾氏）。

　嗅覚認識におけるAIの学習については、実証試験では20人のそれぞれでさまざまな環境で100通り程度のセンシングを行いモデル作成を進めたが「今後はこれらの学習の効率化なども重要になると考えており、簡略化する手法などを検討していく」と中尾氏は述べる。

　今回の技術はまだ企画段階で実用化に向けてのスケジュールはまだ決まっておらず、具体的な話はこれから進めていく方針だ。嗅覚の活用を今後広げていくためには、国際標準化やコンソーシアムなど普及させる仕組みが必要になってくるが「現状ではまだ具体的な動きはない。ただ、重要性は認識しているので、何らかの形で仲間づくりを進めていきたい」とパナソニック インダストリー 技術本部 センシングソリューション開発センター ソサエティソリューション開発2部 部長の瓜生幸嗣氏は語っている。

人工嗅覚モジュールの外観［クリックで拡大］

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