大阪大学、フード3Dプリンタを活用し「食べられるデータ」の食品への埋め込みを実現

埋め込まれたデータはそのままでは人の目には見えないため、背面から光を照射してデータを食品表面に浮かび上がらせ、それをカメラで撮影する透過撮影技術を用いて読み出す。これまで食品に付加するデータは、包装などに印字されることが一般的で、食品自体に、その見かけを変えず、さらに食べられることを保証しつつデータを埋め込むことは実現されていなかったという。今回、佐藤教授らの研究グループは、フード3Dプリンタを用いて、食品内部の食材の充填パターンで2次元コードやARマーカーなどの空間コードを表現することにより、見かけを変えず食べられるデータ埋め込みが可能であることを実証した。また、背面照射された食品をカメラで撮影する透過撮影技術を用いることで、埋め込まれたデータを読み出すことも実証した。これにより、食品そのもののDXが可能となり、食品トレーサビリティ拡充による食の安全性向上や、拡張現実感と組み合わせた新たな食体験の開拓が期待されるとのことだ。

これまで、食品の賞味期限や産地、含有アレルゲンなどの情報は、包装など食品以外のものに印字されることが一般的だった。食品そのものへのデータ埋め込みができれば、包装開封後であっても、食べる直前までこれらの情報を確認できるようになるが、食品表面に印字する場合はその見かけを変えてしまうことになる。一方、最新技術を食に活用するフードテック分野では、新たな調理技術としてフード3Dプリンタが注目されている。フード3Dプリンタを使うことで、食品の外形だけでなく、その内部構造を自在に設計することができるようになってきた。

佐藤教授らの研究グループでは、クッキーをフード3Dプリンタで作成する際、内部の特定の位置に、異なる色の生地を配置したり、逆に生地を配置せず空間としてあけておいたりすることで、内部に2次元コードやARマーカーなどの空間コードを形成する技術を開発した。特に、生地を焼成したときに内部のパターンが表面に現れず、さらに、食感や強度にも大きく影響しないような内部構造設計技術を、実験を繰り返すことで確立した。クッキー以外にも、豚肉ミンチを用いた場合でも同様に空間コードを形成できることを確認したとのことだ。

さらに、内部構造を透過撮影する技術を用いることで、食品内部に埋め込まれた、人の目では見ることのできないデータの読み出しを実現した。本研究では、背面から光を照射することで内部の空間コードを表面に浮かび上がらせて、それを前面からカメラで撮影する技術を用いた。食品内部での光の散乱を撮影後に計算によって除去することを可能とする高周波パターン（白黒の細かな市松模様）を照射することで、よりくっきりとコードを撮影することができることも確認した。

本研究成果により、食品そのもののDXが可能となり、食品トレーサビリティ拡充による食の安全性向上や、拡張現実感と組み合わせた新たな食体験の開拓が期待されるという。賞味期限や含有アレルゲンなどの情報は、通常、包装から出した後は失われてしまうが、食べる直前まで読み出すことができるようになり、食の安全性を高めることが可能となる。また、食のペアリング情報を埋め込んでおけば、ペアリングする食品を、他のIoT調理器具と連携して提供できるようになる。さらに、ARマーカーを埋め込んでおけば、食品の3次元の位置姿勢を計測できるようになる。これにより、例えばクッキーに様々なグラフィックスをプロジェクションマッピングで貼り付ける拡張現実感を実現でき、新たな食体験が可能となるとのことだ。