全1108文字
PR

 「におい」で個人を特定――。パナソニック インダストリーは2022年11月14日、開発した人工嗅覚システムの記者向け説明会を実施した。吐く息の成分がヒトによって異なるという性質を利用し、特定の信号パターンを検出して個人認証や人物特定に役立てる。「実用化までは数年かかる」(同社)と語った(図1、図2)。

図1 人工嗅覚システムのデモンストレーションの様子
[画像のクリックで拡大表示]
図1 人工嗅覚システムのデモンストレーションの様子
説明会では、同システムに手をかざしてにおいを判別するデモを実施した。デモでは、まず1人目が手をかざし、2人目の手とのにおい成分の違いを画面上に表示した(写真:日経クロステック)
図2 開発品の人工嗅覚モジュール
[画像のクリックで拡大表示]
図2 開発品の人工嗅覚モジュール
(写真:日経クロステック)

 同システムは、パナソニック インダストリーや東京大学、九州大学、名古屋大学の研究チームが研究開発し、2022年5月に実証に成功したもの。呼気センシングで得られたデータをAI(人工知能)による機械学習を通して分析し、個人特有の呼気パターンを検出する。「20人を対象とした実験では、97%以上の高精度で個人認証できた」(同社)という。

 従来の個人認証では、指紋や顔などを認識する手法が使われる。「呼気は指紋などと違い、外傷による変化や偽造がされにくいのが特徴。これまではにおいの種類が多く、濃度が薄いことから実用化されてこなかったが、独自技術で障害を乗り越えられた」と同社 技術本部 センシングソリューション開発センターの中尾厚夫氏は説明する。

 人工嗅覚システムに組み込まれたセンサーは、それぞれ異なるにおい分子に対応した16種類の高分子材料と、導電性カーボンナノ粒子で構成する注)。高分子材料によってそれぞれの標的分子との結合しやすさ(親和性)が異なる性質を生かした(図3)。

注)外形寸法は6mm角程度。

図3 4×4のマスのそれぞれに異なる高分子材料を構成する
[画像のクリックで拡大表示]
図3 4×4のマスのそれぞれに異なる高分子材料を構成する
2022年5月時点の発表での実験の様子(写真:パナソニック インダストリー)

 におい分子が吸着するとセンサー材料が膨張し、導電性カーボンナノ粒子間の距離が広がる。電気抵抗が増加するため、標的分子を検出できる。

 呼気を利用した個人認証の過程はこうだ。まず、ファンがにおいを吸収。センサーが16種類の応答パターンを認識し、電気信号に変換。「どの分子の応答が強かったか」といった、におい分子の強弱パターンを構成する。このパターンをAI学習することで、個人のにおいを特定できる(図4、図5)。

図4 生物がにおいを識別する過程に着想を得た
[画像のクリックで拡大表示]
図4 生物がにおいを識別する過程に着想を得た
(出所:パナソニック インダストリー)
図5 センサー応答マップを特徴量マップに変換して個人認証
[画像のクリックで拡大表示]
図5 センサー応答マップを特徴量マップに変換して個人認証
(出所:パナソニック インダストリー)