群馬大学 研究・産学連携推進機構

食べられる再帰性反射材

寒天や飴で作られた安心安全の新しい再帰性反射材

食べられる再帰性反射材
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食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
食べられる再帰性反射材
近年、液体を利用した光学デバイスが出現し、注目を集めています。液体は、可視光に対して透明なものが多く、適切に形状を制御することで光学デバイスを実現するのに優れた素材であることがわかってきました。多くの食品も液体であることから、食品も光学素子の素材として適している可能性が高いと考えました。そして研究を重ね「食べられる再帰性反射材」を開発しました。

これまでの光学素子が食べられるとしたら、日用品、エンターテイメント、医療等様々な分野で新しい価値を提供できます。

メッセージ

当研究室では光学デバイスと画像処理を組み合わせた新規画像応用システムに関する研究を進めています。

当該技術は光学素子に「食べられる」という新しい機能を付与するもので、これまでの常識を覆す新しい機能やサービスを創出することが期待できます。

もしご興味を持たれましたら是非ご連絡ください。

群馬大学大学院理工学府電子情報部門 教授 奥 寛雅

当研究室では光学デバイスと画像処理を組み合わせた新規画像応用システムに関する研究を進めています。

当該技術は光学素子に「食べられる」という新しい機能を付与するもので、これまでの常識を覆す新しい機能やサービスを創出することが期待できます。

もしご興味を持たれましたら是非ご連絡ください。

食べられる再帰性反射材の詳細

再帰性反射材とは、道路標識や自転車の反射板として身近に利用されている光学素子です。照明とカメラを適切に組み合わせて再帰性反射材を撮影することで、画像処理用のマーカー(目印)としてもよく利用されています。

再帰性反射材はガラスやプラスチックで作られることが一般的です。これを「食品」からのみ形成することができれば、料理と組み合わせて新たな演出を可能にします。また、人間の消化管の表面に設置することで高精度な検査や診断が可能になることが期待できます。

この着想をもとに、無害で安全に利用することができる「寒天」を素材とした食べられる再帰性反射材を開発しました。

食べられる再帰性反射材

再帰性反射の原理

再帰性反射には主に2つの実現方法があります。一つ目の方法は「ビーズ型」です。球状のものを並べると、背面で集光するように入ってきた光がそのまま返ります。二つ目の方法は立法形状の「コーナーキューブ型」です。一部の頂点を囲むような、3つの直行する平面からなるようにプリズムを作ります。そうすることで、この3カ所で反射すると必ず真逆の向きに光が戻って行きます。

原理
原理2

「ビーズ型」は、屈折率が2程度ないとできないということが原理上分かっており、食材でこの制約を満たすの困難でした。そのため「コーナーキューブ型」で様々な材料を試しました。キューブの形が綺麗に出ていないと性能が出ませんが、「寒天」であれば綺麗にキューブの形状を作ることができ、食べられる再帰性反射材として開発に成功しました。

寒天

食品へのプロジェクションマッピング実験

「食べられる再帰性反射材」の応用例を示すために食品へのプロジェクションマッピング実験を行いました。「食べられる再帰性反射材」をロールケーキの脇に設置し、それをマーカーとしてケーキ上に文字の投影を行いました。ケーキの位置は再帰性反射材をマーカーとしてカメラで計測されており、その位置にあわせて文字の投影を行います。そのためケーキを移動させても投影は常にケーキの上に行われています。

また、パンケーキの上に「食べられる再帰性反射材」を置き、映像が投影しました。パンケーキの位置に応じてアニメーションが変化します。

寒天の課題を克服した材料

飴を材料とする再帰性反射材

寒天で作成した「食べられる再帰性反射材」には課題がありました。寒天はその多くの体積を水が占め,一度空気中に出してしまうと乾燥するにつれて形状が変化し機能を失ってしまいます。

その課題を克服するために、寒天同様に再帰性反射材の素材として要件を満たし、可食であり、その上「乾燥に強い」素材として「飴」に注目しました。飴は加熱しすぎるとキャラメル化してしまい、透明度を失ってしまいますが、還元イソマルツロースと水を原料とし、シリコンを型として用いることにより、飴を材料とする再帰性反射材を開発しました。

2層構造の飴製再帰性反射材

飴を材料とした再帰性反射材には、水分を含んだ食品に触れた際に再帰反射に必要なコーナーキューブの形状が溶解し、性能が著しく低下するという課題がありました。そのため形状を保護するような新たな構造が必要と考えました。飴製の再帰性反射材をサンドイッチ状にし、空気を中に閉じ込める「二重構造」にすることで解決しました。

二重構造

よくあるご質問

この技術は他の形状にも応用できますか?
可能です。マイクロレンズアレイや光学レンズなどの形状も、食べられる素材で作ることが可能です。
具体的な応用例として他に何がありますか?
動物用のモーションキャプチャーなどが挙げられます。

例えば、動物のモーションキャプチャーを撮影しようとした際に、動物がマーカーをかじってしまう場合があり、動物の健康を害する可能性が否定できずにおりました。

マーカーを食べられる物にすることで、動物でもより安全にモーションキャプチャーを撮影することができます。

食べられる再帰性反射材のサービスメニュー

「食べられる再帰性反射材」についてメールで質問・相談

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「食べられる再帰性反射材」について群馬大学 研究・産学連携推進機構の担当よりご回答させていただきます。お気軽にお問い合わせください。

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群馬大学が世界水準の研究大学として発展することを目指します

高度教育研究及び産学連携に必要な戦略を策定し、研究企画立案、研究資金の調達・管理、知的財産の活用等を総合的にマネジメントし、本学の研究力を顕在化することによって、本学が世界水準の研究大学として発展することを目的に以下の業務を推進しています。

(1)高度教育研究及び産学連携に係る戦略策定に必要な情報収集及び分析
(2)高度教育研究及び産学連携に必要な戦略の策定及びマネジメント
(3)高度教育研究及び産学連携に関するプロジェクト等の企画立案
(4)高度教育研究及び産学連携に係る大型ファンディングへの対応及び統括等

出展団体情報

出展団体名群馬大学 研究・産学連携推進機構
所在地371-8510 群馬県 前橋市荒牧町 4-2 群馬大学 荒牧キャンパス
設立年月2016年04月
従業員規模501名以上
URLhttps://research.opric.gunma-u.ac.jp

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