JP7304552B2

JP7304552B2 - 制御方法

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Publication number: JP7304552B2
Application number: JP2022514095A
Authority: JP
Inventors: 洋矢羽田; 孝啓西; 正真遠間; 敏康杉尾; ジョンライトクリストファー; エリオットボウマンバーナデット; マイケルデュフィーデイビッド
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2041-04-06
Also published as: US20220202057A1; JPWO2021206102A1; CN115335915A; WO2021206102A1; JP7637920B2; JP2022111144A; JP7113344B2; JP7649976B2; US20220206463A1; JP2023115089A; JPWO2021206100A1; WO2021206100A1; CN115335916A

Description

本開示は、フードプリンタの制御方法に関するものである。

特許文献１は、口腔機能の回復、維持、向上を図ることができ、かつ実際の嚥下動作に近い態様でトレーニングを行なうことができる口腔機能トレーニング器具を開示する。具体的には、特許文献１には、把持部と口腔内に挿入される挿入部とを備え、前記挿入部には内部に中空部を備えた可撓制を有する弾性体部が設けられており、前記弾性体部は、中空部と外部とを連通するスリットと、孔とを備える口腔機能トレーニング器具が開示されている。

特許文献２は、食品の製造に用いる３Ｄプリンタを開示する。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術ではさらなる改善が必要である。

特開２０１４－５４２６９号公報国際公開第２０１４／１９０１６８号

本開示の一態様に係る制御方法は、第１プリント食品を生成するフードプリンタを含む食材提供システムにおける前記フードプリンタの制御方法であって、前記第１プリント食品は前記フードプリンタにより第１印刷パターンを使用して生成され、ネットワークを介して、ユーザに関連付けられたセンシングデバイスから前記ユーザが前記第１プリント食品を食べる際の前記ユーザの咀嚼に関わる咀嚼嚥下情報を取得し、前記咀嚼嚥下情報に基づき前記ユーザが前記第１プリント食品を食べる際の食事時間を判断し、少なくとも前記第１印刷パターン及び前記食事時間に基づき前記フードプリンタにより生成される第２プリント食品に使用する第２印刷パターンを決定し、ネットワークを介して、前記決定された前記第２印刷パターンを使用する前記第２プリント食品を前記フードプリンタに生成させるための印刷制御情報を前記フードプリンタに送信する。

本開示によれば、さらなる改善ができる。

本開示の実施の形態に係る情報システムの全体構成の一例を示すブロック図である。咀嚼嚥下情報データベースのデータ構成の一例を示す図である。図１に示す情報システムの処理の全体像を示すシーケンス図である。本実施の形態において、サーバの処理の詳細を示すフローチャートである。平均嚥下周期の時間的推移を説明する図である。

（本開示に至る経緯）
加齢に伴い、咀嚼機能及び嚥下機能（以下、咀嚼嚥下機能）が低下することが知られている。咀嚼嚥下機能が著しく低下すると、飲食ができないことによる栄養状態の低下、食べる楽しみを失うことによるＱＯＬ（ＱｕａｌｉｔｙＯｆＬｉｆｅ）の低下、飲食物が気道に入ることによる誤嚥性肺炎の発症等の問題が生じる。特に、誤嚥性肺炎は高齢者の死因の上位を占めており、高齢者の咀嚼嚥下機能を高めることは、喫緊の課題となっている。

咀嚼嚥下機能の低い高齢者に対して、食べやすいからという理由で、軟らかい食品を提供すると、高齢者は一次的にはスムーズに当該食品を摂取できる。しかし、高齢者に対し当該食品を提供することを継続すると、高齢者の咀嚼嚥下機能はますます低下するおそれがある。

逆に、高齢者に対して、食べ応えのある食品を与えると、多くの咀嚼回数、長い嚥下周期、及び長い食事時間を要し、高齢者は一時的にはスムーズに当該食品を摂取できない。しかし、高齢者に対し当該食品を提供することを継続すると、高齢者の咀嚼嚥下機能は改善していくことが期待できる。これにより、同じ食品に対する咀嚼回数が減少し、嚥下周期や食事時間が短くなる。

上述の特許文献１では、トレーニング器具をユーザの口腔内に挿入し、実際の嚥下動作に近い態様でトレーニングが行われる。しかしながら、特許文献１の技術は、ユーザに擬似的に嚥下動作を行わせるものに過ぎず、ユーザに実際の食品を咀嚼させ、実際の嚥下動作を行わせるものではない。

特許文献２には、３Ｄプリンタにより製造された食品を高齢者の咀嚼嚥下機能を向上させるために利用することについては、記載も示唆もされていない。

これらの知見に基づき、本発明者らは、適切なサイズ（小さな一口サイズ）、硬度（噛み応え）、味覚（薄味）の食品の提供を通じて、ユーザの咀嚼嚥下機能を向上させることができるフードプリンタの制御方法を見出した。

また、本開示の別の態様に係る制御方法は、第１プリント食品を生成するフードプリンタを含む食材提供システムにおける前記フードプリンタの制御方法であって、前記第１プリント食品は前記フードプリンタにより第１印刷パターンを使用して生成され、ネットワークを介して、ユーザに関連付けられたセンシングデバイスから前記ユーザが前記第１プリント食品を食べる際の前記ユーザの食事時間を示す咀嚼嚥下情報を取得し、少なくとも前記第１印刷パターン及び前記食事時間に基づき前記フードプリンタにより生成される第２プリント食品に使用する第２印刷パターンを決定し、ネットワークを介して、前記決定された前記第２印刷パターンを使用する前記第２プリント食品を前記フードプリンタに生成させるための印刷制御情報を前記フードプリンタに送信する。

これらの構成によれば、センシングデバイスからネットワークを介してユーザが第１印刷パターンを有する第１プリント食品を食べる際のユーザの咀嚼に関わる咀嚼嚥下情報が取得される。咀嚼嚥下情報に基づいてユーザの食事時間が判断される。判断された食事時間及び第１印刷パターンに基づいて第２印刷パターンが決定される。決定された第２印刷パターンを使用する第２プリント食品をフードプリンタに生成させるための印刷制御情報がネットワークを介してフードプリンタに送信される。

これにより、第１印刷パターンを使用する第１プリント食品を食べたときの食事時間を基準にしてユーザの咀嚼嚥下機能を高めるために適切な第２印刷パターンを決定し、その第２印刷パターンを使用する第２プリント食品をフードプリンタに生成させ、生成された第２プリント食品をユーザに食べさせることが可能となる。その結果、ユーザの咀嚼回数を増やすことで咀嚼嚥下機能を向上させることが可能となる。ここでは咀嚼回数が食事時間に比例するため食事時間を計測することによって、印刷制御情報を生成している。

上記制御方法において、食事時間は、前記ユーザが前記第１プリント食品を食べるのに要した時間であってもよい。

この構成によれば、食事時間を前記ユーザが第１プリント食品を食べるのに要した時間として、明確に定義することが可能となる。

上記制御方法において、前記印刷制御情報は、前記ユーザの前記食事時間が所定時間よりも短い場合、前記第１プリント食品よりも単位体積あたりの質量が軽い前記第２プリント食品を生成する印刷条件を含んでもよい。

この構成によれば、前記ユーザの食事時間が少ない場合に、第１プリント食品よりも低密度の第２プリント食品が生成される。人の食事においては、一口当たりの食事量を減らすことで、その食事全体における咀嚼回数と食事時間をあまり自覚させることなく大きく増やせることが知られている。第２プリント食品は第１プリント食品よりも密度が低いために、一口当たりの食事量を減らすことができる。その結果、第１プリント食品と第２プリント食品の材料量が同じである場合は、第２プリント食品を食べるのに要する咀嚼回数、食事時間が増えることが予想され、ユーザの咀嚼嚥下機能を向上させることが期待できる。

上記制御方法において、前記第１プリント食品が１塊で１５立方センチメートル以下の一口サイズの食品を複数含んでいる際に、前記ユーザの前記食事時間が所定時間よりも短い場合には、前記印刷制御情報は、前記第１プリント食品の前記一口サイズの食品の平均の体積よりも平均の体積が小さい１塊で１５立方センチメートル以下の一口サイズの食品を複数含む前記第２プリント食品を生成する印刷条件を含むようにしてもよい。

上記にも記した通り、人の食事においては、一口サイズを小さくすることで食事全体での咀嚼回数と食事時間を増やせることが複数の実験により分かっている。そのため、第１プリント食品が一口サイズの複数の塊から構成されている場合に、ユーザの食事時間が所定時間よりも短い時には、さらに小さな一口サイズである第２プリント食品にすることによってユーザの１回の食事における食事時間を増やすことが可能である。これによりユーザの咀嚼嚥下機能を向上させることが期待できる。

尚、１５立方センチメートル以下の一口サイズとしているのは、一口サイズを明確に定義するためである。成人男性の口蓋容積の平均が１２２５４立方ミリメートル、成人女性の口蓋容積の平均が１００１７立方ミリメートルという実験結果が公開されている。この結果から、人種や個人差を踏まえても、１５立方センチメートル（１５０００立方ミリメートル）というサイズは、人が一口で食べるサイズとして十分大きいと思われる。よって、一口サイズとして客観的な指標を与えるために、一口サイズは１５立方センチメートル以下の体積である食品とした。勿論、これは一口サイズを定義するための表現の１形態であって、１５立方センチメートルとは異なる定義が用いられても、それが常識的に一口サイズを表していると解釈できるならば問題はない。

尚、第１プリント食品には、一口サイズの食品が複数含まれるとした。第１または第２プリント食品の１塊の一口サイズの食品は個別に生成されてもよいし、複数の一口サイズの食品がその境界は明快ながら細い（食用の）線で繋がれて生成されてもよい。複数の一口サイズの食品が細い食用の線で繋がれていても、ユーザがそれを食べる時には、一口サイズの１塊の部分を一口で食べることが期待される限り、ユーザの咀嚼回数に有意な影響はないと思われる。

上記制御方法において、前記印刷制御情報は、前記ユーザの前記食事時間が所定時間よりも短い場合、所定以上に硬い部分の体積が第１プリント食品よりも大きい前記第２プリント食品を生成する印刷条件を含むようにしてもよい。

人の咀嚼回数と食事時間は、噛み応えのある食材が含まれていることにより増加することが知られている。例えば、根菜類を少し大きめにカットしておくと、小さくカットした時よりも咀嚼回数と食事時間が増える。
この構成によれば、第１プリント食品よりも、第２プリント食品の中に所定の硬さ（一定の噛み応え）がある部分を大きく含ませることができる。これによって、第１プリント食品で咀嚼回数と食事時間が十分に増えないユーザに対して、第２プリント食品を食べさせることで咀嚼回数と食事時間を増やすことができ、咀嚼嚥下機能を向上させることが期待できる。

上記制御方法において、前記センシングデバイスは、加速度センサーであり、前記咀嚼嚥下情報は、前記加速度センサーで検出された加速度を示す加速度情報を含んでもよい。

この構成によれば、加速度センサーが検出した加速度情報に基づいて咀嚼動作が判断されるため、咀嚼回数や食事時間を正確に判断することが可能になる。

上記制御方法において、前記センシングデバイスは、距離センサーであり、前記咀嚼嚥下情報は、前記距離センサーで検出された皮膚との距離を示す距離情報を含んでもよい。

この構成によれば、距離センサーが検出した皮膚との距離情報に基づいて咀嚼回数が判断されるため、咀嚼回数及び食事時間を正確に判断することが可能になる。人が咀嚼すると、例えば、耳周辺の皮膚が咀嚼に応じて動くことが知られている。したがってこのような部位の皮膚の動きを観察することで、咀嚼回数や食事時間を取得することができる。

上記制御方法において、前記センシングデバイスは、筋電位を検知するものであり、前記食事時間は、前記検知された筋電位に基づき判断されてもよい。

この構成によれば、筋電位を検知するセンサーを用いてユーザの筋電位が検知され、その筋電位に基づいて咀嚼動作が判断されているため、咀嚼回数と食事時間を正確に判断することが可能になる。

上記制御方法において、前記センシングデバイスは、咀嚼音を検知するものであり、前記食事時間は、前記検知された咀嚼音に基づき判断されてもよい。

この構成によれば、咀嚼音に基づき咀嚼動作が判断されるため、咀嚼回数と食事時間を正確に判断することが可能になる。

上記制御方法において、前記センシングデバイスは、カメラであり、前記ユーザの前記食事時間は、前記カメラで得られた画像を用いた画像認識の結果に基づき判断されてもよい。

センシングデバイスは、カメラにより構成されているため、カメラによって得られた画像に画像認識処理を適用することで、咀嚼回数及び食事時間を判断することが可能になる。これはスマートフォンに具備されたカメラを用いて、食事中のユーザを撮影することで実現することが可能である。スマートフォンにはユーザの食事での咀嚼動作を画像認識で判断するアプリケーションがインストールされ、前記ユーザはそのアプリケーションを起動して自分を撮影しながら食事をとることで咀嚼回数や食事時間を測定し、記録することができる。

上記制御方法において、前記センシングデバイスは、前記ユーザをセンシングする自律装置に備え付けられていてもよい。

センシングデバイスは、前記ユーザをセンシングする自律装置（ロボット）に備え付けられているため、ユーザが食事を始めれば、ユーザの近くへ移動し、ユーザの食事状況をセンシングすることで、ユーザの食事内容や咀嚼回数、食事時間などを測定することができる。カメラやマイクなど複数のセンサーを用いたマルチモーダルなセンシングを行うことで、咀嚼回数や食事時間を正確にかつ自律的に測定することができる。

上記制御方法において、センシングデバイスは、前記ユーザの眼鏡に備え付けられていてもよい。

この構成によれば、眼鏡を装着するだけで、ユーザの咀嚼動作が判断されるため、ユーザの日常生活において、咀嚼回数と食事時間を判断することが可能になる。

上記制御方法において、センシングデバイスは、前記ユーザの首にかけるデバイスに備え付けられていてもよい。

この構成によれば、首にかけるデバイス（例えば、ネックレス、ネックスピーカー）を装着するだけで、ユーザの咀嚼動作が判断されるため、ユーザの日常生活において、咀嚼回数や食事時間を判断することが可能になる。

上記制御方法において、センシングデバイスは、前記ユーザの耳につけるデバイスに備え付けられていてもよい。

この構成によれば、耳につけるデバイス（例えば、イヤホン、ヘッドフォン、ピアス）を装着するだけで、ユーザの咀嚼動作が判断されるため、ユーザの日常生活において、咀嚼回数や食事時間を判断することが可能になる。

上記制御方法において、前記第２プリント食品は、複数のペースト材料を使用して生成され、前記第２印刷パターンは、前記複数のペースト材料ごとに使用箇所を指定してもよい。

この構成によれば、フードプリンタのペースト材料を切り替えて印刷することで、第２プリント食品の部分ごとに異なる色彩、食感、味覚などを与えることが可能となる。

上記制御方法において、前記第２プリント食品は、複数の層を含む立体構造体であり、前記印刷制御情報は、前記複数の層の中の第１層に使用する前記ペースト材料を、前記複数の層の中の第２層に使用するペースト材料と変更する印刷条件を含んでもよい。

この構成によれば、第２プリント食品は複数の層で構成されており、複数の層の中の第１層の色彩、食感、味覚を複数の層の中の第２層の色彩、食感、味覚と変更することができる。そのため、例えば、表面（第１層）が硬く中（第２層）が軟らかな第２プリント食品を生成することも可能になる。これにより、硬い表面を噛み砕くと味のある中身が唾液に混ざって溶け出す食感を有する第２プリント食品を生成することが可能となり、唾液の分泌を誘導して、咀嚼嚥下機能を効率よく高めることが可能になる。

上記制御方法において、前記第２プリント食品は、複数の層を含む立体構造体であり、前記印刷制御情報は、前記複数の層の中の第１層に使用する第２－１印刷パターンを、前記複数の層の中の第２層に使用する第２－２印刷パターンと変更する印刷条件を含んでもよい。

この構成によれば、第２プリント食品は複数の層で構成されており、複数の層の中の第１層のテクスチャ、食感を複数の層の中の第２層のテクスチャ、食感と変更することができる。そのため、例えば、表面（第１層）が硬く中（第２層）が軟らかな第２プリント食品を生成することも可能になる。これにより、硬い表面を噛み砕くと味のある中身が唾液に混ざって溶け出す食感を有する第２プリント食品を生成することが可能となり、唾液の分泌を誘導して、咀嚼嚥下機能を効率よく高めることが可能になる。

上記制御方法において、前記印刷制御情報は、前記第２プリント食品を焼き固める際の温度を指定してもよい。

この構成によれば、印刷制御情報には第２プリント食品を焼き固める際の温度を指定する情報を含んでいるため、例えば、第２プリント食品を生成する時にレーザ出力部で第２プリント食品の部分ごとに加熱する温度、もしくは生成後に別の調理機器（オーブンなど）で第２プリント食品の全体を加熱する温度と時間を制御もしくは指定することによって、第２プリント食品の硬度を調節できる。

本開示は、このような制御方法に含まれる特徴的な各構成をコンピュータに実行させるプログラム、或いはこのプログラムによって動作する食材提供システムとして実現することもできる。また、このようなコンピュータプログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また全ての実施の形態において、各々の内容を組み合わせることもできる。

（実施の形態）
図１は、本開示の実施の形態に係る情報システムの全体構成の一例を示すブロック図である。情報システムは、情報端末１００、センサー２００、サーバ３００、及びフードプリンタ４００を含む。サーバ３００及びフードプリンタ４００は、食材提供システムの一例である。情報端末１００、サーバ３００、及びフードプリンタ４００はネットワーク５００を介して相互に通信可能に構成されている。情報端末１００及びセンサー２００は、近距離無線通信により相互に通信可能に接続されている。ネットワーク５００は、例えば、インターネット通信網及び携帯電話通信網を含む広域通信網で構成されている。近距離無線通信は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＮＦＣ等が採用される。

情報端末１００は、例えばスマートフォン及びタブレット端末等の携帯型の情報処理装置で構成されている。但し、これは一例であり、情報端末１００は、据え置き型の情報処理装置で構成されていてもよい。

情報端末１００は、食材提供システムによる食材提供サービスが提供されるユーザによって所持される。情報端末１００は、プロセッサ１０１、メモリ１０２、通信部１０３、近接通信部１０４、操作部１０５、及びディスプレイ１０６を含む。

プロセッサ１０１は、例えばＣＰＵで構成されている。プロセッサ１０１は、情報端末１００の全体制御を司る。プロセッサ１０１は、情報端末１００のオペレーティングシステムを実行すると共にセンサー２００からセンシングデータを受信してサーバ３００に送信するためのセンシングアプリを実行する。

メモリ１０２は、例えばフラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置で構成されている。メモリ１０２は、例えば前記オペレーティングシステム及び前記センシングアプリを記憶する。通信部１０３は、情報端末１００をネットワーク５００に接続するための通信回路で構成されている。通信部１０３は、センサー２００から近距離無線通信を介して送信されたセンシングデータであって近接通信部１０４が受信したセンシングデータをネットワーク５００を介してサーバ３００に送信する。近接通信部１０４は、近距離無線通信の通信規格に準拠した通信回路で構成されている。近接通信部１０４は、センサー２００から送信されるセンシングデータを受信する。

操作部１０５は、情報端末１００が携帯型の情報処理装置で構成されている場合、タッチパネル等の入力装置で構成される。操作部１０５は、情報端末１００が据え置き型の情報処理装置で構成されている場合、キーボード及びマウス等の入力装置で構成される。ディスプレイ１０６は、有機ＥＬディスプレイ又は液晶ディスプレイ等の表示装置で構成されている。

センサー２００は、ユーザに備え付けられたセンシングデバイスで構成されている。センサー２００は、近接通信部２０１、プロセッサ２０２、メモリ２０３、及びセンサー部２０４を含む。近接通信部２０１は、近距離無線通信の通信規格に準拠する通信回路で構成される。近接通信部２０１は、センサー部２０４が検出したセンシングデータを情報端末１００に送信する。

プロセッサ２０２は、例えばＣＰＵで構成され、センサー２００の全体制御を司る。メモリ２０３は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性の書き換え可能な記憶装置で構成されている。メモリ２０３は、例えばセンサー部２０４が検出したセンシングデータを一時的に記憶する。センサー部２０４は、ユーザの咀嚼及び／又は嚥下に関わる情報（以下、咀嚼嚥下情報と呼ぶ）を含むセンシングデータを検出する。

センサー部２０４は、例えば、加速度センサーで構成される。この場合、加速度センサーは、ユーザが食事をする際に把持する食事道具又は、頭部又は上腕部に取り付けるウェアラブルデバイスに取り付けられる。食事道具は、例えば、箸、フォーク、及びスプーン等である。頭部又は上腕部に取り付けるデバイスは、例えば、手首につけるスマートウォッチ、指につけるスマートリング、眼鏡型のスマートグラス、耳につけるイヤホンやセンサーデバイス、歯に埋め込まれたセンサーデバイス等である。食品を咀嚼する際、ユーザは皿の上の食品を捕捉して口元まで運ぶために食事道具を皿から上げる動作を行い、補足した食品を口の中に入れ終わると、再度、食事道具を皿に向けて下げる動作を行う。食事中はこのような動作が繰り返される。また勿論、咀嚼に伴い顎を中心として上下動が繰り返される。このように、食事道具又は手の上げ下げ、顎の動作はユーザの咀嚼動作と連動しているため、食事道具、咀嚼に伴い運動がおこる頭部、又は上腕部の加速度を示す加速度情報はユーザの咀嚼の特徴を表している。そこで、本実施の形態は、食事道具、頭部、又は上腕部に取り付けられた加速度センサーにより検出された加速度を示す加速度情報を咀嚼嚥下情報として採用する。これにより、ユーザの日常生活における咀嚼嚥下情報をユーザに過大なストレスを与えることなく取得することができる。

センサー部２０４は、例えば、距離センサーで構成される。この場合、距離センサーは、ユーザが咀嚼をする際の皮膚の表面垂直方向の移動量を測定するウェアラブルデバイスに取り付けられる。ウェアラブルデバイスは、例えば、眼鏡型のスマートグラス、耳につけるイヤホンやセンサーデバイス、首にかけるネックレスやネックレス型スピーカ、歯に埋め込まれたセンサーデバイス等である。食品を咀嚼する際、咀嚼に伴って皮膚の表面垂直方向への上下動が繰り返される。例えば、顎の下側、耳の裏、こめかみの部分がそうである。これらの部位の皮膚の表面に対して垂直方向の移動量を測定することでユーザの咀嚼嚥下情報を取得することが可能である。これにより、ユーザの日常生活における咀嚼嚥下情報をユーザに過大なストレスを与えることなく取得することができる。

センサー部２０４は、筋電位を検知する筋電位センサーで構成されていてもよい。ユーザが食品を咀嚼すると、顎関節の周囲の筋肉の筋電位が変化する。そこで、本実施の形態は、筋電位センサーが検出した顎関節の周囲の筋肉の筋電位を示す筋電位情報を咀嚼嚥下情報として採用してもよい。この場合、筋電位センサーは、ユーザが装着する眼鏡の耳当て部に取り付けられてもよいし、耳につける音声出力装置（イヤホンなど）に取り付けられてもよい。これにより、ユーザの日常生活における咀嚼嚥下情報をユーザに過大なストレスを与えることなく取得することができる。

センサー部２０４は、マイクで構成されてもよい。ユーザが食品を咀嚼又は嚥下すると、咀嚼音又は嚥下音が生じる。そこで、本実施の形態は、マイクが検出した音を示す音情報を咀嚼嚥下情報として採用してもよい。この場合、マイクは、例えば、ユーザが装着するネックレスに取り付けられてもよいし、耳につける音声出力装置（イヤホンなど）に取り付けられてもよいし、歯に埋め込まれていてもよい。ネックレス、音声出力装置（イヤホンなど）又は歯にマイクを取り付けた場合、ユーザの口の近傍にマイクが取り付けられるため、咀嚼音及び嚥下音を精度よく検出できる。これにより、ユーザの日常生活における咀嚼嚥下情報をユーザに過大なストレスを与えることなく取得することができる。

センサー２００は、例えば所定のサンプリング周期でセンシングデータを検出し、検出したセンシングデータを、所定のサンプリング周期で情報端末１００を介してサーバ３００に送信すればよい。これにより、サーバ３００はリアルタイムでセンシングデータを取得することができる。

尚、センサー２００はセンサー部２０４にて検出したセンシングデータに対してプロセッサ２０２にて所定の演算を行い、よりデータサイズの小さい咀嚼嚥下情報として、メモリ２０３に格納したり、解析された咀嚼嚥下情報を近接通信部２０１を介して情報端末１００又はフードプリンタ４００へ送信してもよい。

サーバ３００は、通信部３０１、プロセッサ３０２、及びメモリ３０３を含む。通信部３０１は、サーバ３００をネットワーク５００に接続するための通信回路で構成されている。通信部３０１は、センサー２００が検出したセンシングデータであって、情報端末１００が送信したセンシングデータを受信する。通信部３０１は、プロセッサ３０２が生成した印刷制御情報をフードプリンタ４００に送信する。

プロセッサ３０２は、例えばＣＰＵで構成されている。プロセッサ３０２は、ネットワーク５００を介して、センサー２００からユーザが第１プリント食品を食べる際のユーザの咀嚼に関する咀嚼嚥下情報を取得する。詳細には、プロセッサ３０２は、通信部３０１が受信したセンシングデータから咀嚼嚥下情報を取得する。第１プリント食品はペースト状の材料を用いてフードプリンタ４００によって生成された第１印刷パターンを用いて生成された食品である。

プロセッサ３０２は、取得した咀嚼嚥下情報に基づきユーザの食事時間を判断し、第１印刷パターン及び食事時間に基づきフードプリンタ４００により生成される第２プリント食品の第２印刷パターンを決定する。プロセッサ３０２は、第２プリント食品をフードプリンタ４００に生成させるための印刷制御情報を生成する。プロセッサ３０２は、生成した印刷制御情報を、通信部３０１を用いてフードプリンタ４００に送信する。印刷制御情報には、プリント食品の印刷時（加熱などの調理前）の形状を示す３次元形状データ、及びプリントするペースト材料の識別情報とそれが使用される部分を３次元形状データと関連付けて表現したペースト材料情報、等が含まれる。つまり、３次元形状データには、例えばプリント食品のどの位置にどの種類のペーストを使用するかといった情報が含まれていてもよい。

メモリ３０３はハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブ等の大容量の記憶装置で構成されている。メモリ３０３は、ユーザの咀嚼嚥下情報を管理する咀嚼データベースを記憶する。図２は、咀嚼嚥下情報データベースＤ１のデータ構成の一例を示す図である。

咀嚼嚥下情報データベースＤ１の１つのレコードは、１回の食事における咀嚼嚥下情報を記憶する。１回の食事とは、例えば、朝食、昼食、夕食及び間食等が該当する。咀嚼嚥下情報データベースＤ１には、ある１人のユーザに関して、朝食及び昼食等の食事毎の咀嚼嚥下情報が記憶されている。図２の例では、このユーザは、毎朝食においてフードプリンタが生成したプリント食品のみを食べることが定められている。咀嚼嚥下情報データベースＤ１において、記号「－」は該当するデータが取得できなかったことを示す。

咀嚼嚥下情報データベースＤ１は、食事開始時刻、食事時間、嚥下回数、平均嚥下周期、食品総量、食材硬度レベル、及び食材構造ＩＤ等を対応付けて記憶する。食事開始時刻は１回の食事の開始時刻を示す。例えば、センサー２００が加速度センサーで構成される場合、プロセッサ３０２は、加速度センサーにより食事道具の上げ下げを示す加速度波形が一定時間以上検出されていない状況において、食事道具の上げ下げを示す加速度波形が検出された場合、検出した時刻が食事開始時刻として特定される。或いは、ユーザが食事開始を告げる指令を情報端末１００に入力し、その指令をサーバ３００が受信した時刻が食事開始時刻として採用されてもよい。

食事時間は１回の食事に要した時間である。プロセッサ３０２は、食事開始時刻から食事終了時刻までの時間を食事時間として算出する。食事終了時刻は、例えば、センシングデータの変化が見られなくなって所定時間以上経過した場合において前記変化が見られなくなったタイミングが該当する。或いは、ユーザが食事終了を告げる指令を情報端末１００に入力し、その指令をサーバ３００が受信した時刻が食事終了時刻として採用されてもよい。

嚥下回数は、１回の食事でユーザが食物を飲み込んだ回数である。プロセッサ３０２は、センサー２００から取得した咀嚼嚥下情報を解析して、嚥下周期を特定し、その嚥下周期が何回繰り返されたかをカウントすることで嚥下回数を特定すればよい。

嚥下周期は、ユーザが一口分の食物を噛み始めてから飲み込むまでの期間である。嚥下周期は、例えば、センサー２００が加速度センサーで構成される場合、プロセッサ３０２は、加速度センサーから取得した加速度情報を解析し、食事道具を上げるタイミング（第１タイミング）又は下げるタイミング（第２タイミング）を検出することで、嚥下周期の始期を特定すればよい。そして、プロセッサ３０２は、嚥下周期の始期とその次の嚥下周期の始期との時間間隔を嚥下周期と判定すればよい。一口分の食物を飲み込んだ後、しばらく咀嚼が休止されることがある。また、食事が終了した場合、咀嚼は次の食事が開始されるまで行われない。そこで、プロセッサ３０２は、嚥下周期の始期を検出した後、次の嚥下周期の始期を一定期間以上検出できなかった場合、一定期間が経過した時点を嚥下周期の終期とみなして、嚥下周期を特定してもよい。或いは、プロセッサ３０２は、食事道具が下げられて停止したタイミングを嚥下周期の終期とみなして、嚥下周期を特定してもよい。なお、食事道具を上げるタイミングまたは下げるタイミングは、例えば、食事道具が上げられたことを示す予め定められた加速度波形又は食事道具が下げられたことを示す予め定められた加速度波形と、加速度センサーから取得した加速度情報とをパターンマッチングすることで検出することが可能である。このように所定間隔内で時間的に継続する咀嚼や嚥下が検出される場合、その継続する時間を食事時間と解釈するようにしてもよい。

センサー２００が距離センサーで構成されている場合、プロセッサ３０２は、１回の食事における各咀嚼及び／又は嚥下の際に発生する皮膚の表面に対して垂直方向に起こる上下動の距離情報から、１回の咀嚼及び／又は嚥下を示す距離パターンの出現回数をカウントすることで、上記と同等に食事時間と咀嚼回数とを算出する。食事時間は所定時間間隔内で連続して咀嚼及び／又は嚥下を示す距離パターンが継続してカウントされる時間である。咀嚼回数はその食事時間における咀嚼を示す距離パターンの出現回数をカウントして求めることができる。

センサー２００が筋電位センサーで構成されている場合、プロセッサ３０２は、１回の食事における各咀嚼及び／又は嚥下に関する筋電位センサーから取得した筋電位情報を解析し、１回の咀嚼及び／又は嚥下を示す筋電位パターンの出現回数をカウントすることで、上記と同様に食事時間と咀嚼回数とを算出する。食事時間は所定時間間隔内で連続して咀嚼及び／又は嚥下を示す筋電位パターンが継続してカウントされる時間である。咀嚼回数はその食事時間における咀嚼を示す筋電位パターンの出現回数をカウントして求めることができる。

センサー２００がマイクで構成されている場合、プロセッサ３０２は、１回の食事における各咀嚼又は嚥下の音情報から、１回の咀嚼音又は嚥下音を示す音パターンの出現回数をカウントすることで、食事時間と咀嚼回数とを算出する。食事時間は所定時間間隔内で連続して咀嚼音及び／又は嚥下音が継続してカウントされる時間である。咀嚼回数はその食事時間における咀嚼音を示す音パターンの出現回数をカウントして求めることができる。

平均嚥下周期は、１回の食事における嚥下周期の平均である。平均嚥下周期は、例えば食事時間／嚥下回数により算出される。但し、これは一例であり、平均嚥下周期は、１回の食事において検出された各嚥下周期の平均を求めることで算出されてもよい。

食品総量は、１回の食事においてユーザが摂取した食品の総重量である。ここでは、各朝食においてユーザはプリント食品を食べることが定められている。プリント食品の生成を指示するのはサーバ３００であるため、サーバ３００は各朝食においてユーザが食べるプリント食品の重量をそのプリント食品の生成に使用したペーストの重量から特定することができる。したがって、プロセッサ３０２は、朝食に関しては印刷制御情報を生成する際に指示したペーストの重量から総重量を算出すればよい。なお、咀嚼嚥下情報が朝食のものであるか否かは、咀嚼嚥下情報に対応する食事開始時刻から特定可能である。

図２の例では、食品総量は朝食以外特定できなかったため、朝食の以外の咀嚼嚥下情報の食品総量のセルには記号「－」が記載されている。但し、朝食以外の食品総量を検出できた場合は検出された食品総量が咀嚼嚥下情報データベースＤ１に記載される。例えば、食事を行う際にユーザに料理の画像をカメラで撮影させてサーバ３００に送信させる。そして、プロセッサ３０２は撮影された料理の画像を解析することで食品総量を特定してもよい。或いは、食事道具に重量センサーが取り付けられている場合、プロセッサ３０２は、その重量センサーが検出した一口分の食物の重量を１回の食事期間にわたって積算することで食品総量を特定してもよい。

食材硬度レベルは、食材に対して、食べる際に要求される、咀嚼力（噛む力）と嚥下力（飲み込む力）との目安を段階的に示した数値である。食材硬度レベルは、例えば「ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｕｄｆ．ｊｐ／ａｂｏｕｔ＿ｕｄｆ／ｓｅｃｔｉｏｎ＿０１．ｈｔｍｌ」のウェブサイトに記載された食材に対する区分が採用されてもよい。食材硬度レベルが小さいほど食材は硬くなる。図２の例では、プリント食品のみを食べる朝食以外では食材硬度レベルが特定できなかったため、朝食以外の咀嚼嚥下情報における食材硬度レベルには記号「－」が記載されている。但し、料理の画像を解析することで食材硬度レベルが特定できた場合は、特定された食材硬度レベルが咀嚼嚥下情報データベースＤ１に記載される。

尚、食材硬度レベルは、その食品に対する噛み応えを表す指標として、所定の食材硬度を持つ体積がその食品にどれだけ含まれているかの量又は比率を示す指標であってもよい。例えば、大きくカットされた根菜類があると噛み応えがあり咀嚼回数が増加することが知られている。一方で小さくカットされた根菜類の場合には噛み応えはあまりなく咀嚼回数が減少する。このように食品の内部構造として噛み応えの感覚を生むある程度以上の硬度を持つ部分の体積又はその比率により期待される咀嚼回数は変化する。体積ではなく、質量を用いてもよく、食材硬度度レベルは、所定の食材硬度を持つ質量がその食品にどれだけ含まれているかの量又は比率を示す指標であってもよい。

プロセッサ３０２は、図４で後述するステップＳ１０５又はステップＳ１０６で設定された硬度が前記区分のいずれに該当するかを判定し、判定した区分を食材硬度レベルのセルに書き込めばよい。

食材構造ＩＤは、フードプリンタ４００が生成するプリント食品の３次元形状データの識別子である。この３次元形状データは、例えばＣＡＤデータで構成される。図２の例では、プリント食品が食べられる朝食の咀嚼嚥下情報にのみ食材構造ＩＤが記載されている。

図２の例では、咀嚼嚥下情報データベースＤ１は、１回の食事ごとに咀嚼嚥下情報を記憶しているが、本開示はこれに限定されない。例えば、咀嚼嚥下情報データベースＤ１は、１回の嚥下ごとに咀嚼嚥下情報を記憶してもよい。或いは、咀嚼嚥下情報データベースＤ１は、一口分の食物が嚥下されるごとに咀嚼嚥下情報を記憶してもよい。図２に示す咀嚼嚥下情報データベースＤ１はある一人のユーザに対する咀嚼嚥下情報を記憶するが、複数のユーザについての咀嚼嚥下情報を記憶してもよい。この場合、咀嚼嚥下情報データベースＤ１にユーザＩＤの欄を設けることで、各咀嚼嚥下情報がどのユーザのものであるのかが識別可能となる。

尚、上記の説明においては、食品総量、食材硬度レベル、食材構造ＩＤがフードプリンタ４００が生成するプリント食品に対してのみ既知とされているが、これに限らない。一般的に食品として完成品として販売されているパン、お菓子、お弁当、缶詰、インスタント食品、レトルト食品などであれば、その食品の総量、硬度レベル、構造などは既知である。そのため、ユーザが食べる食品がそれらの食品であることをカメラなどのセンシングデータから判定できる場合には、その食品に該当する値を咀嚼嚥下情報データベースＤ１に登録するようにしても良い。フードプリンタ４００が生成する食品以外からもユーザの咀嚼嚥下情報、咀嚼能力及び／又は嚥下能力を正確に取得することができるため有用である。

図１に参照を戻す。フードプリンタ４００は、ゲル状の食材（ペースト）を吐出しながら積層していくことで、食品を造形する調理器具である。

フードプリンタ４００は、通信部４０１、メモリ４０２、ペースト吐出部４０３、制御部４０４、ＵＩ部４０５、及びレーザ出力部４０６を含む。通信部４０１は、フードプリンタ４００をネットワーク５００に接続するための通信回路で構成されている。通信部４０１は、サーバ３００から印刷制御情報を受信する。メモリ４０２は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置で構成されている。メモリ４０２は、サーバ３００から送信された印刷制御情報を記憶する。

ペースト吐出部４０３は、複数のスロットと、複数のスロットに装填されたペーストを吐出するノズルとを有する。各スロットは種類の異なるペーストが装填可能に構成されている。ペーストは、種類別にパッケージに内包された食材であり、ペースト吐出部４０３に対して交換可能に構成されている。ペースト吐出部４０３は、印刷制御情報にしたがってノズルを移動させながらペーストを吐出する処理を繰り返す。これにより、ペーストが積層されていき、プリント食品が造形される。

レーザ出力部４０６は、印刷制御情報にしたがって、ペースト吐出部４０３が吐出したペーストにレーザ光又は赤外線を照射することにより、ペーストの一部を加熱し、プリント食品に焦げ目を付けたり、プリント食品を造形したりする。レーザ出力部４０６は、レーザ光又は赤外線のパワーを調整することで、プリント食品を焼き固める温度を調整し、プリント食品の硬度を調整することも可能である。フードプリンタ４００は、ペースト吐出部４０３にペーストを吐出させながらレーザ出力部４０６にレーザ光を照射させることが可能である。これにより、プリント食品の造形と加熱調理とを同時に行うことが可能である。

また、フードプリンタ４００には、レーザ出力部４０６が照射したプリント食品の温度を測定するための温度センサー（図示なし）を具備して、プリント食品の加熱状況を部分ごとに検出し、プリント食品の部分ごとに設定された温度に設定された時間だけ正確に加熱調理がなされるようにしてもよい。正確な加熱処理がされることにより、設定した食品硬度レベルや食感、味覚を実現することができる。

ペースト吐出部４０３のどのスロットにどのペーストが装填されているかは、フードプリンタと通信する情報端末１００にインストールされたスマホアプリを用いて設定することが可能である。或いは、この設定は、ペーストのパッケージに取り付けられた電気回路に記憶されたペーストＩＤを各スロットに取り付けられたリーダーが読み取り、読み取ったペーストＩＤをスロット番号と対応付けて制御部４０４に出力することで行われてもよい。

ＵＩ部４０５は、例えばタッチパネル式のディスプレイで構成され、ユーザによって入力される指示を受け付けたり、種々の画面を表示したりする。

制御部４０４は、ＣＰＵ又は専用の電気回路で構成され、サーバ３００から送信された印刷制御情報にしたがって、ペースト吐出部４０３及びレーザ出力部４０６を制御してプリント食品を生成する。

次に、本実施の形態における処理について説明する。図３は、図１に示す情報システムの処理の全体像を示すシーケンス図である。

ステップＳ１において、情報端末１００は、ユーザがサーバ３００からのサービスが提供される際に必要となる初期設定情報に関するユーザからの入力を受け付け、その初期設定情報をサーバ３００に送信する。初期設定情報には、例えば一口分の食物を咀嚼する際の目標となる嚥下周期である目標嚥下周期（所定周期の一例）が含まれる。嚥下周期は咀嚼回数に比例するため、嚥下周期が長くなるにつれて咀嚼回数は増大する。一口分の食物を咀嚼する際の目標咀嚼回数は３０回程度である。したがって、目標嚥下周期は例えば、目標咀嚼回数を実現するために必要となる予め定められた嚥下周期が採用される。目標嚥下周期は、例えば、１０秒、２０秒、３０秒といった時間である。また、初期設定情報には、ユーザが一回の食事及び／又は一日の食事において達成したい目標咀嚼回数及び／又は目標食事時間を設定するようにしてもよい。食時間に対して目標を設定するのはゆっくり食べることで咀嚼回数を増やすことで咀嚼嚥下機能を向上させるだけでなく、よく咀嚼することで唾液が混ざり消化を助けること、さらには糖の吸収を穏やかにすることで血糖値の急激な上昇を避けるなどの効果があるためである。

次に、ステップＳ２において、情報端末１００はプリント食品の調理をフードプリンタ４００に開始させるための調理指示のユーザからの入力を受け付け、その調理指示をサーバ３００に送信する。

次に、ステップＳ３において、サーバ３００は、フードプリンタ４００にペースト残量を確認する確認信号を送信し、フードプリンタ４００からの応答を受信する。この確認信号を受信したフードプリンタ４００は、例えばペースト吐出部４０３に残存するペースト残量を検出し、ペースト残量が所定値以上であれば、食品プリントの生成が可能である旨の応答をサーバ３００に送信する。一方、フードプリンタ４００は、ペースト残量が所定値未満であれば、食品プリントが不可能である旨の応答をサーバ３００に送信する。この場合、サーバ３００はユーザにペーストの装填を促すメッセージを情報端末１００に送信し、フードプリンタ４００から食品プリントの生成が可能である旨の応答を受信するまで処理を待機すればよい。

次に、ステップＳ４において、サーバ３００は、印刷制御情報を生成する。印刷制御情報の生成の詳細については図４を用いて後述する。

ステップＳ５において、サーバ３００は、印刷制御情報をフードプリンタ４００に送信する。ここでは、プリント食品を食べたユーザのセンシングデータが得られていないため、サーバ３００は、例えば、プリント食品のデフォルトの硬度に基づいて印刷制御情報を生成する。このデフォルトの硬度は第１印刷パターンの一例である。

ステップＳ６において、フードプリンタ４００は、受信した印刷制御情報にしたがってプリント食品を生成する。ここで、生成されるプリント食品は第１プリント食品の一例である。ステップＳ７において、センサー２００は、ステップＳ６で生成されたプリント食品を食べたユーザの咀嚼嚥下情報を含むセンシングデータを情報端末１００に送信する。ステップＳ８において、情報端末１００は、ステップＳ７で送信されたセンシングデータをサーバ３００に転送する。

ここで、センシングデータは、センサー２００が検出したユーザの咀嚼嚥下情報を示す１次データ（センサー部２０４からの生データを含むデータ）であってもよいし、プロセッサ２０２にて演算加工された２次データ（１次データを演算して得られたユーザの咀嚼嚥下情報に関するよりデータ量の小さい加工データ、例えば咀嚼回数や食事時間の情報など）であってもよい。

ステップＳ９において、サーバ３００は、送信されたセンシングデータに基づいて、１回の食事に対する咀嚼嚥下情報を生成し、その咀嚼嚥下情報を用いて咀嚼嚥下情報データベースＤ１を更新する。

ステップＳ１０において、サーバ３００は、ステップＳ９で生成した咀嚼嚥下情報に基づいて咀嚼状況データを生成し、その咀嚼状況データを情報端末１００に送信することで、咀嚼状況をユーザにフィードバックする。咀嚼状況データには、例えば、図２に示される食事時間、嚥下回数、平均嚥下周期、食品総量、食材硬度レベル等が含まれる。咀嚼状況データは、情報端末１００のディスプレイ１０６に表示される。

ステップＳ１１において、情報端末１００は、ステップＳ２で説明した調理指示をサーバ３００に送信する。ステップＳ１２において、サーバ３００は、ステップＳ３と同様、フードプリンタ４００のペーストの残量確認を行う。

ステップＳ１３において、サーバ３００は、ステップＳ９で生成された咀嚼嚥下情報に含まれる食事時間と目標食事時間とを比較し、比較結果に基づいてプリント食品の印刷パターン（ペースト材料を積層させる３次元形状データだけでなく、使用するペースト材料の識別情報とを含む）と必要に応じて加熱料理方法を決定し、決定した印刷パターン（と必要に応じて加熱料理方法）に基づいて印刷制御情報を生成する。この処理の詳細は図４のフローチャートで後述する。ここで決定される硬度は第２印刷パターンの一例である。また、ここで生成される印刷制御情報によって生成されるプリント食品は第２プリント食品の一例である。

ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９の処理は、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０と同じである。以降、ステップＳ１１～Ｓ１９の処理が繰り返され、ユーザの咀嚼嚥下機能が次第に高められていく。

図４は、本実施の形態において、サーバ３００の処理の詳細を示すフローチャートである。サーバ３００のプロセッサ３０２は、プリント食品に対する１回の食事分のセンシングデータが通信部３０１により受信されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、１回の食事の開始タイミング（食事開始時刻）は、所定時間以上、センサー２００のセンシングデータの変化が見られない状況下においてセンシングデータに変化が見られたタイミングが該当する。１回の食事の終了タイミング（食事終了時刻）は、例えば、センシングデータの変化が見られなくなって所定時間以上経過した場合において前記変化が見られなくなったタイミングが該当する。図２の例では、毎朝食にプリント食品が食べられるため、プロセッサ３０２は、食事の開始タイミングが朝食の時間帯に該当する場合、ステップＳ１０１で取得された１回の食事分のセンシングデータはプリント食品に対するセンシングデータであると判定すればよい。或いは、印刷制御情報を送信してから直近に取得された１回の食事分のセンシングデータがプリント食品に対するセンシングデータと判定されてもよい。或いは、ユーザが食事開始の指示及び食事終了の指示を情報端末１００に入力した場合において取得された一連のセンシングデータが１回の食事分のセンシングデータと判定されてもよい。

ステップＳ１０２において、プロセッサ３０２は、１回の食事分のセンシングデータから食事時間を算出する。食事時間の算出の詳細については上述したため、ここでは説明を省略する。なお、ステップＳ１０２では、食事時間の算出と合わせて、咀嚼回数、嚥下回数、及び食品総量等も算出され、算出結果に基づいて、図２に示す咀嚼嚥下情報が生成される。

ステップＳ１０３において、プロセッサ３０２は、ステップＳ１０２において算出された咀嚼嚥下情報を用いて咀嚼嚥下情報データベースＤ１を更新する。

ステップＳ１０４において、プロセッサ３０２は、目標嚥下周期が平均嚥下周期以上であるか否かを判定する。目標嚥下周期が平均嚥下周期以上の場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、プロセッサ３０２は、プリント食品の硬度を前回値に対して維持又は増加させるなどして咀嚼回数や食事時間を増やすように印刷パターンを制御する。前回値とは、ユーザが前回食べたプリント食品の硬度の値である。前回値が示す硬度は第１印刷パターンの一例である。プリント食品の硬度を増やす場合、プロセッサ３０２は、前回値に、予め定められた硬度の変化量を加算することで、硬度を増加させればよい。

一方、目標嚥下周期が平均嚥下周期未満の場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、プロセッサ３０２は、プリント食品の硬度を前回値に対して維持又は減少させる（ステップＳ１０６）などして咀嚼回数や食事時間を調整するように印刷パターンを制御する。プリント食品の硬度を減らす場合、プロセッサ３０２は、前回値から、前記変化量を減じることで硬度を減少すればよい。硬度が維持される場合としては、例えば同じ硬度のプリント食品をユーザに与えた回数が一定回数に満たない場合が挙げられる。

上記説明において、嚥下周期に対して目標とセンシングデータからの実測による平均値とを比較したが、本開示はこれに限らない。例えば、目標嚥下周期の代わりに１回の食事における目標食事時間、平均嚥下周期の代わりにセンシングデータから実測される食事時間を当てはめてもよい。

ステップＳ１０７において、プロセッサ３０２は、維持、増加又は減少された硬度に基づいて印刷パターンを含む印刷制御情報を生成し、処理をステップＳ１０１に戻す。

以上の処理が繰り返されることにより、目標嚥下周期が平均嚥下周期よりも長いユーザに対しては、または目標食事時間がセンシングデータから測定された食事時間よりも短いユーザに対しては、プリント食品の硬度が維持又は漸次増大されていく。そのため、咀嚼嚥下機能が低下しているユーザに対しては、最初、軟らか目のプリント食品が与えられ、徐々に硬度が高められたプリント食品が与えられる。その結果、このようなユーザの咀嚼嚥下機能を効率よく高めることができる。

一方、目標嚥下周期が平均嚥下周期よりも短いユーザに対しては、または目標食事時間がセンシングデータから測定された食事時間よりも短いユーザに対しては、プリント食品の硬度が維持又は漸次減少されていく。そのため、必要以上に嚥下周期の長いユーザに対しては適切な嚥下周期に嚥下周期を収束させていくことができる。

尚、上記説明においては、食事における嚥下周期に対して、目標値とセンシングデータからの実測による平均値とを比較したが本開示はこれに限らない。例えば、１回の食事に対する食事時間に対して、目標値とセンシングデータからの実測値とを比較して、第２プリント食品の印刷パターンと加熱調理方法とを含む印刷制御情報を生成するようにしてもよい。１回の嚥下に対する咀嚼回数の増減だけに着目して印刷制御情報を生成すると１回の食事全体の咀嚼回数や食事時間を減少させてしまう恐れがある。そのため、印刷制御情報の生成は、１回の食事に対する咀嚼回数及び／またはその食事時間に基づくようにしてもよい。１回の嚥下に対する咀嚼回数が増えたにも関わらずその食事全体の咀嚼回数が減少する場合は、１口で食べる量が多い場合などが考えられる。

次に、印刷制御情報の生成の詳細について説明する。本実施の形態では、プリント食品の硬度は、下記の３つのバリエーションのいずれかを用いて調整されるため、採用されるバリエーションに応じて生成される印刷制御情報は異なる。

１つ目のバリエーションは、プリント食品を複数の孔を有する立体構造体で構成し、この孔の数を増減させることで、プリント食品の硬度を調整するものである。プリント食品は、孔の数が多くなるほど軟らかくなり、孔の数が少なくなるほど硬くなる。そこで、１つ目のバリエーションは、単位容積あたりの孔の数を指定することによってプリント食品の硬度を調整する。このような孔の数の調整は３次元形状データを変更することによって行うことができる。ここで言う孔は逆に言えば、プリント食品を形成する印刷パターンであるともいえる。印刷パターンによってペースト材料が積層されない部分（つまり孔）が形成されるためである。

サーバ３００のプロセッサ３０２は、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６によりプリント食品の硬度を決定すると、その硬度にするために予め定められた単位容積あたりの孔の数又は印刷パターンを決定する。そして、プロセッサ３０２は、指定された単位容積あたりの孔の数を有する又は指定された立体構造を有するプリント食品を生成するための印刷パターン（３次元形状データとも表現する）を引用又は生成する。

例えば、プロセッサ３０２は、デフォルトの３次元形状データの単位容積当たりの孔の数が、指定された単位容積あたりの孔の数になるように、デフォルトの３次元形状データを修正すればよい。なお、全ての孔の直径は同じであってもよいし、異なっていてもよい。デフォルトの３次元形状データの基本的な形状は特に限定はされないが、例えば直方体が一例として挙げられる。プロセッサ３０２により生成された３次元形状データには単位容積あたりの孔の数によって硬度が反映されている。そのため、このバリエーションでは、印刷制御情報は、プロセッサ３０２により生成された３次元形状データを含み、硬度データを含まなくてもよい。

印刷制御情報は、印刷パターン（３次元形状データ）として、その印刷位置ごとにどの種類のペースト材料を使用するのかの識別情報を含んでもよい。そうすることでプリント食品の内部構造として色彩、硬度、及び／又は味覚が異なる部分を混在させることが可能となる。

但し、これは一例である。例えば、フードプリンタ４００の制御部４０４が硬度データからデフォルトの３次元形状データを修正するようにしてもよい。この場合、印刷制御情報には、硬度データとデフォルトの３次元形状データを含ませておけばよい。

２つ目のバリエーションは、プリント食品を複数の層を含む立体構造体で構成し、各層の硬度、ペースト材料、及び／又は印刷パターン（３次元形状データ）を変更させることで、プリント食品の咀嚼回数や食事時間を増減させるものである。例えば、煎餅のように表面が硬く中が軟らかい食品は、硬い表面を噛み砕くと味のある中身が唾液に混ざって溶け出す食感をユーザに与えることが可能である。これにより、唾液の分泌が誘導され、咀嚼嚥下機能が効率よく高められる。そこで、このバリエーションでは、例えば、プリント食品は、第３硬度を有する第１層と、第３硬度よりも柔らかい第４硬度を有する第２層とで構成される。そして、プリント食品は、第１層、第２層、第１層の順で積層される。この場合、プリント食品の内部構造として噛み応えのある部分と、そうでない部分とが３次元的に配置できるため、単調な食感ではなくなりプリント食品に立体的な食感を与え飽きさせないだけでなく、嚥下するまでに硬い部分をしっかりとかみ砕くことで咀嚼回数と食事時間が増え、ユーザの咀嚼嚥下機能を向上できると期待できる。

この場合、サーバ３００のプロセッサ３０２は、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６で設定した硬度又は食事時間に対して予め定められた硬度又は食事時間を第３硬度、第３ペースト材料、又は第３印刷パターン、及び第４硬度、第４ペースト材料、又は第４印刷パターンとして決定する。そして、プロセッサ３０２は、ペースト材料の指定を含む印刷パターンである３次元形状データと、第３硬度と、第４硬度とを含む印刷制御情報を生成すればよい。この場合、３次元形状データはどの領域が第１層に該当し、どの領域が第２層に該当するかを示すデータを含んでもよい。このバリエーションにおいて、第１層及び第２層に対する硬度の調整は１つ目のバリエーションで示した孔の数又は印刷パターンによって行われてもよい。また、硬度の調整は、ペーストの種類を変えることによって行われてもよい。この場合、印刷制御情報は第１層のペーストの種類及び第２層のペーストの種類を指定する情報を含んでいてもよい。また、硬度の調整は、印刷パターン（ペースト材料の３次元形状データ）を変えることによって行われてもよい。この場合、印刷制御情報は第１層のペーストの種類及び第２層のペーストの種類を指定する情報を含んでいてもよい。

ここでは、プリント食品は、第２層を第１層で挟む構造として説明したが、第１層と第２層とからなる構造を有していてもよい。さらに、プリント食品が第２層を第１層で挟む構造を有する場合、プリント食品は、第１層を硬度の異なる複数のサブ層で構成し、第２層を硬度の異なる複数のサブ層で構成し、表面から中心に向かうにつれて硬度が徐々に軟らかくなる構造を有していてもよい。

３つ目のバリエーションは、プリント食品を焼き固める際の温度（加熱調理方法）を指定することによってプリント食品の硬度を調整するものである。プリント食品は、照射するレーザ光線又は赤外線のパワーを調整することによって焼き固められる際の温度が調整される。この温度によってプリント食品の硬度は変更可能である。この場合、プロセッサ３０２は、ステップＳ１０５又はＳ１０６で設定した硬度にするために予め定められた温度を決定し、その温度を示す温度情報、さらに必要であればその温度を維持する時間を示す加熱調理方法に関する情報を印刷制御情報に含ませればよい。この場合、印刷制御情報は、印刷パターンである３次元形状データと、使用するペーストの種類を示す情報と、３次元形状データに関連させて加熱温度と必要であれば更にその加熱時間とを含んでいてもよい。

印刷制御情報に含まれる各種パラメータは、ユーザの食事時間が所定時間よりも短い場合、より咀嚼回数を増加させる第２印刷パターンの第２プリント食品を生成するための印刷条件の一例に該当する。

図５は、平均嚥下周期の時間的推移を説明する図である。この例では、図４に示すフローチャートが１週間単位で実施され、１週間は毎朝同じ硬度のプリント食品がユーザに提供される。１週目において、ユーザは、毎朝、硬度Ｆ１のプリント食品を食べている。これにより、ユーザは、硬度Ｆ１のプリント食品に慣れていき、咀嚼嚥下機能が次第に向上し、１回の嚥下に至るまでの平均嚥下周期が次第に減少している。

２週目に入ると、平均嚥下周期が目標嚥下周期以上であるか否かが判定される。ここでは、平均嚥下周期が目標嚥下周期を超えていないため、硬度Ｆ１が所定の変化量で増大された硬度Ｆ２を有するプリント食品が毎朝ユーザに与えられる。これにより、暫くは硬度Ｆ２のプリント食品を噛み砕くために平均咀嚼回数が増加するが、咀嚼嚥下機能が次第に向上し、平均嚥下周期が減少している。３週目においても同様にして硬度Ｆ２が所定の変化量で増大された硬度Ｆ３を有するプリント食品が毎朝ユーザに与えられている。これにより、暫くは硬度Ｆ３のプリント食品を噛み砕くために平均咀嚼回数が増加するが、咀嚼嚥下機能が次第に向上し、平均嚥下周期が減少している。以後、平均嚥下周期が目標嚥下周期を超えるまで、硬度が次第に高められたプリント食品がユーザに与えられていき、ユーザの咀嚼嚥下機能が向上していく。

尚、上記説明においては、１回の嚥下に至るまでの平均咀嚼回数を用いて印刷制御情報が更新されたが、本開示はこれに限らない。１回の嚥下に至るまでの平均咀嚼回数の代わりに、１回の食事全体に要する咀嚼回数や、１回の食事全体に要する食事時間を用いてもよい。

本開示は以下の変形例が採用できる。

（１）図１の例では、センサー２００は情報端末１００を介してセンシングデータをサーバ３００に送信しているが、センサー２００はネットワーク５００に接続されていてもよい。この場合、センサー２００は、情報端末１００を経由せずにセンシングデータをサーバ３００又はフードプリンタ４００に送信すればよい。

（２）センサー２００は、カメラで構成されていてもよい。この場合、センサー２００は、ユーザが食事をとる部屋に設置される。一般的に、カメラ（エッジ端末）は高度な演算機能を有しているため、撮影した画像を解析して、平均嚥下周期を算出もしくはニューラルネットワークモデルを用いて推論することが可能である。そこで、本変形例において、センサー２００のプロセッサ２０２は、センサー部２０４が撮影した画像を解析して、平均嚥下周期を算出する。そして、算出した平均嚥下周期を示す咀嚼嚥下情報をセンシングデータに含めてサーバ３００又はフードプリンタ４００に送信する。

この場合、サーバ３００は、咀嚼嚥下情報に平均嚥下周期が含まれているため、平均嚥下周期を算出することなく、平均嚥下周期が目標嚥下周期以上であるか否かを判定する処理を行うことができる。その結果、サーバ３００の処理負担を軽減することが可能となる。

なお、カメラを用いて咀嚼、嚥下を測定する場合には、上下顎の左右方向の動きも含めて解析して、食物を右側の歯で噛んだ回数、左側の歯で噛んだのか回数をそれぞれ測定することで、ユーザの偏咀嚼を測定することも可能である。左右での咀嚼回数差が所定回数よりも多い場合（つまり偏咀嚼が疑われる場合）には、サーバ３００は左右の咀嚼回数を別々に咀嚼嚥下情報データベースＤ１に登録してもよい。また、その偏咀嚼情報をステップＳ１０、Ｓ１９の際にユーザに情報端末１００を介して通知することによって、ユーザの偏咀嚼を改善する（左右の咀嚼回数が近くになるようにする）よう意識づけ又は誘導してもよい。例えば、右側と左側で噛むバランスを数値や視覚化して示してもよい。このようにして、よく噛む側の顎や咀嚼筋が緊張する一方、反対側の咀嚼筋が緩み、顎がずれる原因となり全身のゆがみにつながる偏咀嚼は、ユーザ本人では気づきにくいが、センサー２００にて測定し、適切に情報端末１００を通じてユーザにフィードバックすることで予防又は改善する効果が期待できる。

なお、カメラを用いて咀嚼、嚥下を測定する場合には、スマートフォンのようにカメラを内蔵した情報端末１００をセンサー２００として利用することも可能である。上記に説明した通り、ユーザの食事における咀嚼及び嚥下の様子をカメラを介して検出し、画像認識処理をかけることで、ユーザがその食品に対して１回の嚥下に至るまでにかかった平均咀嚼回数、１回の食事全体に要した咀嚼回数及び食事時間などを計測することが可能である。さらには、自律して移動することができる装置（ロボット）に備え付けられたカメラを上記のように利用することも考えられる。この場合、自律装置（ロボット）はユーザの食事開始を検知すると具備したカメラを用いて上記のようにユーザの食事における咀嚼及び嚥下の様子を検出し、ユーザの食事の間、その咀嚼嚥下情報を取得することが可能である。また、自律装置（ロボット）であるため、ユーザが食事時に手動で設定する煩わしさがなく、咀嚼嚥下情報の継続記録が可能となる。

なお、上記の偏咀嚼の状況は、カメラではなく、ユーザの顔の左右の咀嚼筋の筋電位又は運動量を測定することで測定するようにしてもよい。右側か左側の噛み癖がある方の咀嚼筋（咬筋、側頭筋、外側翼突筋、内側翼突筋の少なくとも１つ）がよく用いられるため、左右の咀嚼筋の筋電位又は運動量を測定することで、そのユーザの偏咀嚼の状況を測定することもできる。

本変形例において、プロセッサ２０２は、例えばユーザが咀嚼しているか否かを検出するための所定の画像認識処理をセンサー部２０４が撮影した画像に適用することによって、１回の食事における、食事時間及び嚥下回数等を検出し、平均嚥下周期を算出すればよい。例えば、プロセッサ２０２は、ユーザの口の特徴点を検出し、その特徴点を追跡し、追跡した特徴点の挙動が上下顎の開閉を繰り返す動作を示す場合、ユーザの咀嚼動作を行っていると判定すればよい。そして、プロセッサ２０２は、検出結果から食事時間及び嚥下回数を算出し、これらの値から平均嚥下周期等を算出すればよい。

本変形例では、センサー部２０４は、料理を撮影することが可能であるため、プロセッサ２０２は、料理の画像を解析し、食品総量を算出することが可能である。本変形例では、プロセッサ２０２は、平均嚥下周期の他、１回の食事における、食事時間、嚥下回数、食品総量を咀嚼嚥下情報に含めてもよい。

本明細書においては、情報端末１００、センサー２００、及びフードプリンタ４００から取得した情報に基づき、サーバ３００が印刷制御情報の生成（ステップＳ４）、咀嚼嚥下情報の生成（ステップＳ９）等の処理を行う例を用いて説明したが、本開示はこれに限られない。例えば、情報端末１００及びセンサー２００から取得した情報に基づき、フードプリンタ４００が前記処理を行ってもよい。さらに、フードプリンタ４００は、センサー２００から情報端末１００を介さずに直接センシングデータ（ステップＳ７参照）を取得してもよい。

本開示によれば、咀嚼嚥下機能を効率よく向上させることができるため、健康促進を図る産業分野において有用である。

１００：情報端末
１０１：プロセッサ
１０２：メモリ
１０３：通信部
１０４：近接通信部
１０５：操作部
１０６：ディスプレイ
２００：センサー
２０１：近接通信部
２０２：プロセッサ
２０３：メモリ
２０４：センサー部
３００：サーバ
３０１：通信部
３０２：プロセッサ
３０３：メモリ
４００：フードプリンタ
４０１：通信部
４０２：メモリ
４０３：ペースト吐出部
４０４：制御部
４０５：ＵＩ部
４０６：レーザ出力部
５００：ネットワーク
Ｄ１：咀嚼嚥下情報データベース

Claims

第１プリント食品を生成するフードプリンタを含む食材提供システムにおける前記フードプリンタの制御方法であって、前記第１プリント食品は前記フードプリンタにより第１印刷パターンを使用して生成され、
ネットワークを介して、ユーザに関連付けられたセンシングデバイスから前記ユーザが前記第１プリント食品を食べる際の前記ユーザの咀嚼に関わる咀嚼嚥下情報を取得し、
前記咀嚼嚥下情報に基づき前記ユーザが前記第１プリント食品を食べる際の食事時間を判断し、少なくとも前記第１印刷パターン及び前記食事時間に基づき前記フードプリンタにより生成される第２プリント食品に使用する第２印刷パターンを決定し、
ネットワークを介して、前記決定された前記第２印刷パターンを使用する前記第２プリント食品を前記フードプリンタに生成させるための印刷制御情報を前記フードプリンタに送信する、
制御方法。
第１プリント食品を生成するフードプリンタを含む食材提供システムにおける前記フードプリンタの制御方法であって、前記第１プリント食品は前記フードプリンタにより第１印刷パターンを使用して生成され、
ネットワークを介して、ユーザに関連付けられたセンシングデバイスから前記ユーザが前記第１プリント食品を食べる際の前記ユーザの食事時間を示す咀嚼嚥下情報を取得し、
少なくとも前記第１印刷パターン及び前記食事時間に基づき前記フードプリンタにより生成される第２プリント食品に使用する第２印刷パターンを決定し、
ネットワークを介して、前記決定された前記第２印刷パターンを使用する前記第２プリント食品を前記フードプリンタに生成させるための印刷制御情報を前記フードプリンタに送信する、
制御方法。
前記食事時間は、前記ユーザが前記第１プリント食品を食べるのに要した時間である、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記印刷制御情報は、前記ユーザの前記食事時間が所定時間よりも短い場合、前記第１プリント食品よりも単位体積あたりの質量が軽い前記第２プリント食品を生成する印刷条件を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記第１プリント食品が１塊で１５立方センチメートル以下の一口サイズの食品を複数含んでいる際に、前記ユーザの前記食事時間が所定時間よりも短い場合には、
前記印刷制御情報は、前記第１プリント食品の前記一口サイズの食品の平均の体積よりも平均の体積が小さい１塊で１５立方センチメートル以下の一口サイズの食品を複数含む前記第２プリント食品を生成する印刷条件を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記印刷制御情報は、前記ユーザの前記食事時間が所定時間よりも短い場合、所定以上に硬い部分の体積が第１プリント食品よりも大きい前記第２プリント食品を生成する印刷条件を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、加速度センサーであり、
前記咀嚼嚥下情報は、前記加速度センサーで検出された加速度を示す加速度情報を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、距離センサーであり、
前記咀嚼嚥下情報は、前記距離センサーで検出された皮膚との距離を示す距離情報を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、筋電位を検知するものであり、
前記食事時間は、前記検知された筋電位に基づき判断される、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、咀嚼音を検知するものであり、
前記食事時間は、前記検知された咀嚼音に基づき判断される、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、カメラであり、
前記ユーザの前記食事時間は、前記カメラで得られた画像を用いた画像認識の結果に基づき判断される、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、前記ユーザをセンシングする自律装置に備え付けられている、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、前記ユーザの眼鏡に備え付けられている、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、前記ユーザの首にかけるデバイスに備え付けられている、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記センシングデバイスは、前記ユーザの耳につけるデバイスに備え付けられている、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記第２プリント食品は、複数のペースト材料を使用して生成され、
前記第２印刷パターンは、前記複数のペースト材料ごとに使用箇所を指定する、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記第２プリント食品は、複数の層を含む立体構造体であり、
前記印刷制御情報は、前記複数の層の中の第１層に使用するペースト材料を、前記複数の層の中の第２層に使用する前記ペースト材料と変更する印刷条件を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記第２プリント食品は、複数の層を含む立体構造体であり、
前記印刷制御情報は、前記複数の層の中の第１層に使用する第２－１印刷パターンを、前記複数の層の中の第２層に使用する第２－２印刷パターンと変更する印刷条件を含む、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。
前記印刷制御情報は、前記第２プリント食品を焼き固める際の温度を指定する、
請求項１又は請求項２記載の制御方法。