JP2022541064A - 燃焼式タバコ製品設計システム及び方法 - Google Patents

Abstract

目標燃焼式タバコ製品を設計する方法であって、複数の入力パラメータのそれぞれの値（１０１）を受け取るステップと、複数の入力パラメータの受け取られた値に基づいて燃焼式タバコ製品の複数の設計パラメータのそれぞれの値（１３０）を算出するステップと、計算されている値を出力として提供するステップとを含む、方法。複数の設計パラメータは、タバコブレンド組成、タール、ニコチン及び一酸化炭素送達、煙官能特性、燃焼式タバコ製品と関連付けられる吸引回数、燃焼式タバコ製品寸法、タバコ重量、タバコロッド及び／又はフィルタの密度、タバコロッド及び／又はフィルタの硬さ、燃焼式タバコ製品の開閉による圧力低下、フィルタ圧力低下、シガレットペーパー有孔性、並びに通気レベルから選択される少なくとも２つのパラメータを含む。【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼式タバコ製品に関し、特に、燃焼式タバコ製品を設計及びシミュレートするためのシステム及び方法に関する。

燃焼式タバコ製品の設計は、燃焼式タバコ製品の様々な特性の選択を伴う。フィルタ付きシガレットを設計することは、タバコブレンド、シガレット寸法、フィルタタイプ、フィルタ特性、タバコ重量、シガレット密度、シガレットの硬さ、及びシガレットペーパー有孔性を選択することを含み得る。上記特性の選択は、燃焼式タバコ製品の官能特性、並びに、タール、ニコチン及び一酸化炭素送達に影響を及ぼし得る。

第１の態様によれば、本明細書は、目標燃焼式タバコ製品を設計する方法を記載する。本方法は、複数の入力パラメータのそれぞれの値を受け取るステップと、複数の入力パラメータの受け取られた値に基づいて燃焼式タバコ製品の複数の設計パラメータのそれぞれの値を算出するステップと、計算されている値を出力として提供するステップとを含む。複数の設計パラメータは、タバコブレンド組成、タール、ニコチン及び一酸化炭素送達、煙官能特性、燃焼式タバコ製品と関連付けられる吸引回数、燃焼式タバコ製品寸法、タバコ重量、タバコロッド及び／又はフィルタの密度、タバコロッド及び／又はフィルタの硬さ、燃焼式タバコ製品の開閉による圧力低下、フィルタ圧力低下、シガレットペーパー有孔性、並びに通気レベルから選択される少なくとも２つのパラメータを含む。

第２の態様によれば、本明細書は、命令を含むコンピュータプログラムであって、命令は、プログラムがコンピュータによって実行されると、コンピュータに、上記第１の態様による方法又は本明細書に添付の請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラムを記載する。

第３の態様によれば、本明細書は、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、命令は、コンピュータによって実行されると、コンピュータに、上記第１の態様による方法又は本明細書に添付の請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体を記載する。

第４の態様によれば、本明細書は、プロセッサと、第３の態様によるコンピュータ可読記憶媒体とを備えるデータ処理装置を記載する。

第５の態様によれば、本明細書は、第４の態様によるデータ処理装置と、燃焼式タバコ製品製造装置とを含むシステムを記載する。システムは、上記第１の態様による方法又は本明細書に添付の請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている。

ここで例示のみを目的として、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

燃焼式タバコ製品を設計するためのシステムを示す概略ブロック図である。 燃焼式タバコ製品の設計パラメータを算出するためのシステム構成要素を示す概略ブロック図である。 燃焼式タバコ製品を設計するための方法の流れ図である。 目標燃焼式タバコ製品の記述子を導出することを目標とする最適化手順を実施するための方法の流れ図である。 既存の燃焼式タバコ製品記述子に基づいて新たな燃焼式タバコ製品記述子を導出するための例示的なクロスオーバー動作の実施を示す図である。 フィルタ付き燃焼式タバコ製品の概略図である。 例示的な実施形態に従って導出される燃焼式タバコ製品の煙官能特性の推定値と、他の方法を使用して得られる官能特性値との比較を示す図である。

例示的な実施態様は、燃焼式タバコ製品を設計及びシミュレートするためのシステム（複数可）及び方法（複数可）を提供する。記載されているシステム及び方法は、燃焼式タバコ製品をコンピュータ内で設計及び試作することを容易にすることができ、新たな燃焼式タバコ製品を開発する時間及び費用が低減する。実施態様はまた、例えば、既存のキングサイズシガレットと同様の官能特性を有するショートシガレットなど、異なるタバコブレンド組成を使用しながら、異なるタール、ニコチン及び／若しくは一酸化炭素送達を有しながら、並びに／又は、異なる形式にありながら、既存の燃焼式タバコ製品と同様の官能特性を有する燃焼式タバコ製品の設計を容易にすることもできる。

本明細書において使用される場合、「燃焼式タバコ製品」という用語は、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ又はタバコ代替品のいずれに基づくかを問わず、シガレット、シガー、及びシガリロなどの喫煙可能製品を含む。当該燃焼式タバコ製品には、喫煙者が吸い込むガス流に対するフィルタを提供することができる。
燃焼式タバコ製品設計システム

図１は、燃焼式タバコ製品を設計するためのシステム１００を示す概略ブロック図である。

燃焼式タバコ製品設計システム１００は、１つ以上の適切なコンピューティングデバイスを使用して実装される。例えば、１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上のデスクトップコンピュータ、１つ以上のノートブックコンピュータ、１つ以上のタブレットコンピュータ、１つ以上のワークステーションコンピュータ、１つ以上のメインフレームコンピュータ、及び１つ以上のブレードサーバコンピュータのうちのいずれか又は任意の組み合わせであってもよい。燃焼式タバコ製品設計システム１００が複数のコンピューティングデバイスを使用して実装される実施形態において、コンピューティングデバイスは、互いに通信するように構成することができる。通信は、１つ以上の周辺インターフェースを介するもの、及び／又は、１つ以上のネットワーク上のものであってもよい。１つ以上のネットワークは、インターネット、ローカルエリアネットワーク、セルラネットワーク及び無線ネットワークのうちのいずれか、又は、任意の組み合わせであってもよい。燃焼式タバコ製品設計システムは、例えば、ＭＡＴＬＡＢ、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ、ＮｕｍＰｙ及び／又はＲなどの、多数のコンピューティング環境及び／又はフレームワークを使用して実施されてもよい。燃焼式タバコ製品設計システムはまた、１つ以上の適切なプログラミング言語を使用して実装することもできる。適切なプログラミング言語の例は、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃及びＪａｖａである。

燃焼式タバコ製品設計システム１００は、入力パラメータ値１０１と燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０と、格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０と、設計パラメータ値１３０とを含む。

入力パラメータ値１０１は、目標燃焼式タバコ製品のパラメータの所望の値及び／又は設定値である。パラメータは、限定ではないが、タバコブレンドパラメータ、煙官能特性、タール、ニコチン及び／又は一酸化炭素送達、並びに、燃焼式タバコ製品の物理特性及び／又は組成を記述するパラメータのうちの１つ以上を含んでもよい。

タバコブレンドパラメータの例は、複数のタバコ品種及び／又は品質の各々の割合を含む。巨視的なタバコ品種群の例は、煙道乾燥バージニア種（ｆｌｕｅ－ｃｕｒｅｄ Ｖｉｒｇｉｎｉａ）、空気乾燥バーレイ種（ａｉｒ－ｃｕｒｅｄ Ｂｕｒｌｅｙ）、特殊処理、天日乾燥オリエンタル種（ｓｕｎ－ｃｕｒｅｄ Ｏｒｉｅｎｔａｌ）、キャベンディッシュスタイル、茎、再生タバコ、及び、非茎タバコ副産物から形成されるタバコ又は再生タバコを含む。煙道乾燥バージニア種タバコの品種は、レモン、オレンジ及びマホガニー１のタバコ品種を含む。空気乾燥バーレイ種タバコの品種は、ライトマホガニー、マホガニー２及びダークマホガニーを含む。特殊処理タバコの品種は、発酵暗色空気乾燥（Ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ Ｄａｒｋ Ａｉｒ－Ｃｕｒｅ）、暗色火力乾燥（Ｄａｒｋ Ｆｉｒｅ－Ｃｕｒｅｄ）、及びＧａｌｐａｏ Ｃｏｍｕｍを含む。天日乾燥オリエンタル種タバコの品種は、サムスン、バスマ、及びイズミールを含む。例えば、タバコ副産物及び／又は茎から形成される再生タバコは、各々の内容が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００６０６１１１７号及び米国特許第５５６２１０８号に記載されているようなタバコ材料を含む。上記タバコ品種のうちの少なくとも一部は、例えば、高級及び中級などの、複数の品質等級のものが入手可能である。

タバコブレンドパラメータは、１つ以上の所与の品種群、品種及び／又は品種のタバコが目標燃焼式タバコ製品に含まれるべきであるか又は含まれるべきでないという指示を含むことができる。例えば、パラメータは、煙道乾燥バージニア種タバコ、タバコ茎及び再生タバコのタバコブレンドが所望されることを示すことができる。

煙官能特性の例は、吸いにくさ（ｄｒａｗ ｅｆｆｏｒｔ）、煙の口内充満度（ｍｏｕｔｈｆｕｌ ｏｆ ｓｍｏｋｅ）、インパクト、刺激、口内乾燥、口内被覆（ｍｏｕｔｈ ｃｏａｔｉｎｇ）、風味強度、タバコアロマ、鮮明さ（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）、及び曖昧さ（ｄａｒｋｎｅｓｓ）を含む。煙官能特性は、顧客調査及び／又はフォーカスグループを使用して導出されるデータ及び／又はモデルに従って、顧客に対する燃焼式タバコ製品の官能的印象を示す数値を使用して表すことができる。

燃焼式タバコ製品の物理特性及び／又は組成を記述するパラメータの例は、例えば、標準的な喫煙レジームの下で製品から達成可能な最大吸引回数などの、燃焼式タバコ製品と関連付けられる吸引回数、タバコカラム長、フィルタプラグ長、製品の先端長及び周長を含むシガレット寸法、正味タバコ重量、フィルタプラグ圧力低下（例えば、封入圧力低下）、例えば、任意の通気開口部の開閉によるシガレット全体の圧力低下、通気度、硬さ及びシガレット密度を含む。硬さ及び／又は密度は、例えば、タバコロッド又はフィルタの硬さ又は密度であってもよい。硬さは、例えば、Ｂｏｒｇｗａｌｄｔなどによって供給される硬度測定機器を使用して、及び、製品が所与の負荷を受ける前後の製品直径測定値に基づいて、測定することができる。密度は、製品のある成分の、当該成分の単位体積当たりの重量として算出することができる。

設計パラメータ値１３０は、目標燃焼式タバコ製品の複数の設計パラメータの算出値である。設計パラメータは、入力パラメータ１０１に関連して上述した任意の数のパラメータであってもよい。設計パラメータは、入力パラメータではなかった燃焼式タバコ製品の１つ以上のパラメータを含んでもよい。

設計パラメータは、目標燃焼式タバコ製品が入力パラメータの提供された値、又は、達成可能な限り近い値を有するように値が選択されるパラメータとして理解され得る。例えば、入力パラメータ値は、目標燃焼式タバコ製品が、一定の官能特性値を有すること、及び、所与のタバコ品種から構成されるブレンドを有することを所望されることを示すことができ、設計パラメータの値は、目標燃焼式タバコ製品が入力パラメータの受け取られた値に一致するか又は少なくとも類似する特性を有するような、目標燃焼式タバコ製品の物理特性及び／又は組成、並びに、ブレンド中のタバコ品種の割合を記述することができる。

燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０は、入力パラメータ値１０１を受け取り、受け取られた入力パラメータ値１０１に基づいて燃焼式タバコ製品の設計パラメータ値１３０を算出する。

設計パラメータ値１３０の算出において、燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０は、目標燃焼式タバコ製品記述子を導出することができる。燃焼式タバコ製品記述子は、設計パラメータの値及び入力パラメータの値を含むことができる。設計パラメータ及び入力パラメータについての所与の燃焼式タバコ製品記述子の値は、パラメータのスケーリングされていない値であり得、すなわち、値の各々は、対応する入力パラメータ又は設計パラメータ値と同じスケールであり得る。代替的に、設計パラメータ及び入力パラメータについての所与の燃焼式タバコ製品記述子の値は、特徴スケーリングを受けていてもよく、例えば、パラメータの各値は、ｍｉｎ－ｍａｘ ｎｏｒｍａｌｉｓａｔｉｏｎ、平均正規化又は標準化などの適切な方法を使用して再スケーリングされていてもよい。異なるパラメータには異なる再スケーリング方法が適切であり得、したがって、異なるパラメータの所与の燃焼式タバコ製品記述子は、異なる方法に従って再スケーリングされ得る。場合によっては、いくつかのパラメータの所与の目標燃焼式タバコ製品記述子の値は特徴スケーリングを受けていてもよく、一方、他のパラメータの所与の目標燃焼式タバコ製品記述子の値は特徴スケーリングを受けていなくてもよい。目標燃焼式タバコ製品記述子の値が特徴スケーリングを受けている場合、燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０は、少なくとも目標燃焼式タバコ製品記述子の値を、例えば、設計システムユーザによって理解可能な設計パラメータ値及び／又は目標燃焼式タバコ製品の製造に使用可能な設計パラメータ値などの設計パラメータ値にとって適切なスケールに変換することができる。

燃焼式タバコ製品記述子は、任意の適切なデータ構造を使用して実装されてもよい。適切なデータ構造は、限定ではないが、配列、ベクトル、行列、行列の行及び／又は列、メモリ内オブジェクト、マークアップ言語ファイル、シリアル化バイナリデータ、データベースエントリ並びにテキストデータを含む。

目標燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０は、確率的最適化手順であってもよい最適化手順を実施することによって、目標燃焼式タバコ製品記述子を導出することができる。例えば、最適化手順は、粒子群最適化、蟻コロニー最適化、焼き鈍し法、モンテカルロアルゴリズム、ルンゲ＝クッタ法、遺伝的アルゴリズム、又は上記の任意の組み合わせのうちのいずれかであってもよい。遺伝的アルゴリズムが使用される場合、当該アルゴリズムは、実数値遺伝的アルゴリズムであってもよい。最適化手順は、最大適合度を有する目標燃焼式タバコ製品を導出することを目標とし得る。所与の燃焼式タバコ製品記述子の適合度は、入力パラメータ値１０１又はその特徴スケーリングと、目標燃焼式タバコ製品記述子の対応する値との間の差に基づき得る。

所与の燃焼式タバコ製品記述子の適合度は、適合度関数又は損失関数を使用して測定することができる。適合度関数が使用される場合、所与の燃焼式タバコ製品記述子の適合度関数のより大きい値が、より大きい適合度を示す。損失関数が使用される場合、燃焼式タバコ製品記述子の損失関数のより小さい値が、より大きい適合度を示す。例えば、燃焼式タバコ製品記述子の適合度は、入力パラメータ値１０１又はその特徴スケーリングと、目標燃焼式タバコ製品記述子の対応する値との間の、二乗平均平方根誤差としても参照される平均二乗偏差に反比例し得、当該平均二乗偏差が、損失関数として使用され得る。当該平均二乗偏差は、以下のように表すことができる。

式中、Ｎは入力パラメータの数であり、ｐ_ｉはｉ番目の入力パラメータ値又はその特徴スケーリングであり、ｃ_ｉはｉ番目の入力パラメータについての所与の燃焼式タバコ製品記述子の値である。

格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０は、燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０によって、設計パラメータ値１３０の導出に使用され得る。例えば、格納された燃焼式タバコ製品記述子は、目標燃焼式タバコ製品記述子を導出するために使用することができる。格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０は、上記で参照したものを含む、燃焼式タバコ製品記述子の任意の適切なデータ構造を使用して実装されてもよい。格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０は、例えば、ファイルシステムストレージ、データベースストレージ又はメモリ内キャッシュなどの、任意の適切なデータ記憶メカニズムを使用して格納されてもよい。格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０は、物理的品質及び特性の測定値、計量化学分析、並びに／又は、消費者フォーカスグループ及び／若しくはパネルの結果を使用して導出されていてもよい。格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０の一部は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２０１８００７７８９号に記載されているものなどの化学感覚モデルを使用して導出されていてもよい。

目標燃焼式タバコ製品記述子は、複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子又はその特徴スケーリングを、初期燃焼式タバコ製品記述子として使用することによって導出することができる。燃焼式タバコ製品設計算出手段１１０は、初期燃焼式タバコ製品記述子の適合度を評価し、当該記述子の選択されるサブセットに基づいて新たな燃焼式タバコ製品記述子を導出することができ、例えば、最も適合するＪ個の初期燃焼式タバコ製品記述子を使用して、新たな燃焼式タバコ製品記述子を導出することができる。次いで、上記新たな燃焼式タバコ製品記述子の適合度を評価することができ、新たな燃焼式タバコ製品記述子の選択されるサブセットを使用して、さらなる世代の燃焼式タバコ製品記述子を生成することができる。次いで、後続の世代を生成することができ、後続の世代の各々は、先行する世代の燃焼式タバコ製品記述子の選択されるサブセットから導出される。目標燃焼式タバコ製品記述子は、最後の世代の最も適合する燃焼式タバコ製品記述子であり得る。燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０の関連する例示的な実施形態を、図２に関連して記載する。

燃焼式タバコ製品設計システム１００はまた、燃焼式タバコ製品製造装置（図示せず）も含むことができる。設計パラメータを、燃焼式タバコ製品製造装置に提供することができ、目標燃焼式タバコ製品を製造するために使用することができる。
燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段

図２は、燃焼式タバコ製品の設計パラメータを算出するための燃焼式タバコ製品設計システム１００の構成要素１１０の例示的な実施形態を示す概略ブロック図である。図示されている例示的な実施形態は、図４に関連して記載する燃焼式タバコ製品設計最適化方法４００を実施することができる。

燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０の図示されている実施形態は、記述子ソース２１０と、記述子適合度評価手段２２０と、記述子選択手段２３０と、子記述子生成手段２４０と、記述子変異手段２５０と、記述子受取手段２６０とを含む。図示されている燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段は、上記含まれている構成要素を使用して、燃焼式タバコ製品記述子が生成される１回以上の処理反復を実施する。

記述子ソース２１０は、燃焼式タバコ製品記述子のソースである。記述子ソースは、格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０のソースであってもよい。当該格納された燃焼式タバコ製品記述子１２０は、記述子ソース２１０によって、データベース若しくはファイルストレージシステムなどの適切なデータ記憶システムから、又は、メモリ内キャッシュから取り出すことができる。燃焼式タバコ製品記述子が、例えば先行する反復においてすでに生成されている場合、記述子ソースはまた、当該生成されている燃焼式タバコ製品記述子のソースであってもよい。当該生成されている燃焼式タバコ製品記述子は、記述子受取手段２６０から取り出すか又は受け取られていてもよい。

記述子適合度評価手段２２０は、記述子ソース２１０から燃焼式タバコ製品記述子を受け取る。受け取られる燃焼式タバコ製品記述子は、最初の反復においては、格納された燃焼式タバコ製品記述子のセットであってもよく、後続の反復においては、先行する反復中に記述子受取手段２６０によって導出及び／又は他の様態で受け取られる燃焼式タバコ製品記述子であってもよい。記述子適合度評価手段は、前述のように、入力パラメータ値に基づいて適合度関数又は損失関数を使用して、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子の各々の適合度を評価する。

記述子選択手段２３０は、記述子適合度評価手段から燃焼式タバコ製品記述子及び関連する適合度値を受け取る。

最後の反復に達したと記述子選択手段２３０が判定した場合、記述子選択手段は、関連する適合度値に基づいて受け取られた燃焼式タバコ製品記述子のうちの最も適合する燃焼式タバコ製品記述子を選択し、当該記述子を、最後の反復に達したという指示とともに記述子受取手段２６０に提供することができる。記述子選択手段２３０は、例えば、現在の反復が１００回目の反復であり、最大で１００回の反復のみが実施されるべきである場合など、反復制限に達した場合に、最後の反復に達したと判定することができる。代替的に、記述子選択手段２３０は、例えば、損失関数が所与の値を下回る場合など、最も適合する燃焼式タバコ製品記述子が閾適合度よりも大きい適合度を有する場合に、最後の反復に達したと判定してもよい。

記述子選択手段２３０が、最後の反復に達したと判定しない場合、記述子選択手段は、以下の動作のうちの１つ以上に進むことができる。

記述子選択手段２３０は、１つ以上の選良記述子を選択し、当該記述子を記述子受取手段２６０に提供することができる。１つ以上の選良記述子は、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子のうちの、最大の適合度を有するＫ個の燃焼式タバコ製品記述子であってもよい。

記述子選択手段はまた、複数の親燃焼式タバコ製品記述子を選択し、当該記述子を子記述子生成手段２４０に提供することもできる。複数の親記述子は、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子のうちの、最大の適合度を有するＮ個の燃焼式タバコ製品記述子であってもよく、ＮはＫよりも大きくてもよい。代替的に、記述子の適合度に基づく確率を用いて受け取られた燃焼式タバコ製品記述子から記述子を選択することによって、親記述子が選択される、すなわち、より大きい適合度を有する燃焼式タバコ製品記述子が選択される可能性がより高い、適合度比例選択などの、確率的手順が使用されてもよい。

記述子選択手段２３０はまた、変異のための１つ以上の燃焼式タバコ製品記述子を選択し、当該記述子を記述子変異手段２５０に提供することもできる。変異のための１つ以上の記述子は、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子から、又は、例えば、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子のうちの最も適合するＭ個の記述子、若しくは親タバコ製品記述子などの、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子のサブセットからランダムに選択されてもよい。変異のための１つ以上の記述子はまた、記述子の適合度に基づく確率を用いて、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子から記述子を選択することによって選択されてもよい。

子記述子生成手段２４０は、記述子選択手段から複数の親燃焼式タバコ製品記述子を受け取り、当該記述子を使用して、子燃焼式タバコ製品記述子を生成する。各子燃焼式タバコ製品記述子は、２つ以上の親のクロスオーバー動作を実施することによって生成することができる。各子を生成するためにクロスオーバーされる親は、（擬似）ランダムに、又は、例えば、第１の親と第２の親、第３の親と第４の親など、固定の組み合わせに従って選択されてもよい。クロスオーバー動作は、２つ以上の親記述子を線形的に組み合わせることができ、親の各々は、（擬似）ランダム変数を使用して、組み合わせの中で重み付けされる。例えば、２つの親記述子ｘ及びｙが子記述子ｃを生成するために使用される場合、子記述子は、図５に示すように、
ｃ＝αｘ＋（１－α）ｙ
とすることができ、式中、αは０～１の（擬似）ランダム変数である。

記述子変異手段２５０は、記述子選択手段から変異のための１つ以上の燃焼式タバコ製品記述子を受け取ることができ、当該記述子を使用して、変位燃焼式タバコ製品記述子を生成する。代替的に又は付加的に、記述子変異手段は、子記述子生成手段から変異のための１つ以上の子燃焼式タバコ製品記述子を受け取ってもよい。各変異燃焼式タバコ製品記述子は、変異のための記述子と、記述子ソース２１０を介して受け取られる格納された燃焼式タバコ製品記述子とのクロスオーバー動作を実施することによって生成することができる。クロスオーバー動作は、変異のための記述子と、格納された燃焼式タバコ製品記述子とを線形的に組み合わせることができ、各記述子は、（擬似）ランダム変数を使用して、組み合わせの中で重み付けされる。例えば、変異のための記述子ｄ及び格納された記述子ｓが使用されて変異記述子ｍが生成される場合、変異記述子は、
ｍ＝（１－β）ｄ＋βｓ
とすることができ、式中、βは０～１の擬似（ランダム）変数である。βは、例えば、０～０．１など、ここに記載されている範囲の下端に向かうように、又は、向かう可能性がより高くなるように制約することができる。

最後の反復に達したという指示を記述子受取手段２６０が受け取った場合、記述子受取手段２６０はまた、目標燃焼式タバコ製品記述子である、最後の反復の最も適合する燃焼式タバコ製品記述子も受け取る。記述子受取手段２６０は、目標燃焼式タバコ製品記述子を使用して、前述のように設計パラメータ値を得、当該値を出力として提供する。

他の様態では、記述子受取手段２６０は、１つ以上の選良燃焼式タバコ製品記述子、子燃焼式タバコ製品記述子、及び１つ以上の変異燃焼式タバコ製品記述子を受け取る。記述子受取手段は、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子を記述子ソース２１０に提供することができる。
燃焼式タバコ製品設計方法

図３は、目標燃焼式タバコ製品を設計するための例示的な方法を示す流れ図である。本方法は、例えば、燃焼式タバコ製品設計システム１００を実装する１つ以上のコンピューティングデバイスなど、１つ以上のコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサを使用してコンピュータ可読命令を実行することによって実施することができる。

ステップ３１０において、複数の入力パラメータの値が受け取られる。複数の入力パラメータの値は、目標燃焼式タバコ製品のパラメータの所望の値及び／又は設定値である。パラメータは、限定ではないが、タバコブレンドパラメータ、煙官能特性、タール、ニコチン及び／又は一酸化炭素送達、並びに、燃焼式タバコ製品の物理特性及び／又は組成を記述するパラメータのうちの１つ以上を含んでもよい。当該パラメータの例は、燃焼式タバコ製品設計システム１００の入力パラメータ値１０１に関連して詳細に記載される。

ステップ３２０において、複数の入力パラメータの受け取られた値に基づいて目標燃焼式タバコ製品の複数の設計パラメータの値が算出される。設計パラメータは、入力パラメータとして使用可能であるものとして上述した任意の数のパラメータであってもよい。設計パラメータは、入力パラメータではなかった燃焼式タバコ製品の１つ以上のパラメータを含んでもよい。

目標燃焼式タバコ製品が複数の入力パラメータの受け取られた値、又は、達成可能な限り近い値を有するように、設計パラメータの複数の値を算出することができる。例えば、複数の入力パラメータの値は、目標燃焼式タバコ製品が、一定の官能特性値を有すること、及び、所与のタバコ品種から構成されるブレンドを有することを所望されることを示すことができ、設計パラメータの値は、目標燃焼式タバコ製品が入力パラメータの受け取られた値に一致するか又は少なくとも類似する特性を有するような、目標燃焼式タバコ製品の物理特性及び／又は組成、並びに、ブレンド中のタバコ品種の割合を記述することができる。

複数の設計パラメータの値の算出は、目標燃焼式タバコ製品記述子を導出することを含むことができる。燃焼式タバコ製品記述子は、複数の設計パラメータの値及び複数の入力パラメータの値を含むことができる。所与の燃焼式タバコ製品記述子の上記値は、スケーリングされていない場合があり、又は、例示的な燃焼式タバコ製品設計システム１００における燃焼式タバコ製品記述子の導出に関連して記載したように、特徴スケーリングを受けている場合がある。目標燃焼式タバコ製品記述子の値が特徴スケーリングを受けている場合、複数の設計パラメータの値の算出は、少なくとも複数の設計パラメータの目標燃焼式タバコ製品記述子の値を、出力として提供されるのに適切なスケールに変換することを含むことができる。例えば、上記値は、燃焼式タバコ製品の設計者によって理解可能なスケール及び／又は目標燃焼式タバコ製品を製造するのに使用可能なスケールに変換することができる。

燃焼式タバコ製品記述子は、任意の適切なデータ構造を使用して実装されてもよい。適切なデータ構造は、限定ではないが、配列、ベクトル、行列、行列の行及び／又は列、メモリ内オブジェクト、マークアップ言語ファイル、シリアル化バイナリデータ、データベースエントリ並びにテキストデータを含む。

目標燃焼式タバコ製品記述子は、確率的最適化手順であってもよい最適化手順を実施することによって導出することができる。例えば、最適化手順は、粒子群最適化、蟻コロニー最適化、焼き鈍し法、モンテカルロアルゴリズム、ルンゲ＝クッタ法、遺伝的アルゴリズム、又は上記の任意の組み合わせのうちのいずれかであってもよい。遺伝的アルゴリズムが使用される場合、当該アルゴリズムは、実数値遺伝的アルゴリズムであってもよい。最適化手順は、最大適合度を有する目標燃焼式タバコ製品を導出することを目標とし得る。所与の燃焼式タバコ製品記述子の適合度は、複数の入力パラメータの値又はその特徴スケーリングと、目標燃焼式タバコ製品記述子の対応する値との間の差に基づき得る。

所与の燃焼式タバコ製品記述子の適合度は、適合度関数又は損失関数を使用して測定することができる。適合度関数が使用される場合、所与の燃焼式タバコ製品記述子の適合度関数のより大きい値が、より大きい適合度を示す。損失関数が使用される場合、燃焼式タバコ製品記述子の損失関数のより小さい値が、より大きい適合度を示す。例えば、燃焼式タバコ製品記述子の適合度は、複数の入力パラメータの値又はその特徴スケーリングと、目標燃焼式タバコ製品記述子の対応する値との間の、二乗平均平方根誤差としても参照される平均二乗偏差に反比例し得、当該平均二乗偏差が、損失関数として使用され得る。当該平均二乗偏差は、以下のように表すことができる。

式中、Ｎは入力パラメータの数であり、ｐ_ｉは複数の入力パラメータのうちのｉ番目の入力パラメータの値又はその特徴スケーリングであり、ｃ_ｉは複数の入力パラメータのうちのｉ番目の入力パラメータの所与の燃焼式タバコ製品記述子の値である。

複数の設計パラメータの値の算出は、複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子に基づくことができる。例えば、目標燃焼式タバコ製品記述子は、複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子を使用して導出することができる。格納された燃焼式タバコ製品記述子は、上記で参照したものを含む、燃焼式タバコ製品記述子の任意の適切なデータ構造を使用して実装されてもよい。複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子は、複数の、又はより多い複数の燃焼式タバコ製品記述子を記憶する任意の適切なデータ記憶メカニズムから取り出すことができ、例えば、格納された燃焼式タバコ製品記述子は、ファイルシステムストレージ、データベースストレージ又はメモリ内キャッシュから取り出すことができる。

目標燃焼式タバコ製品記述子は、複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子又はその特徴スケーリングを、初期燃焼式タバコ製品記述子として使用することによって導出することができる。初期燃焼式タバコ製品記述子の適合度を評価することができ、当該記述子の選択されるサブセットに基づいて新たな燃焼式タバコ製品記述子を導出することができ、例えば、最も適合するＪ個の初期燃焼式タバコ製品記述子を使用して、新たな燃焼式タバコ製品記述子を導出することができる。次いで、上記新たな燃焼式タバコ製品記述子の適合度を評価することができ、新たな燃焼式タバコ製品記述子の選択されるサブセットを使用して、さらなる世代の燃焼式タバコ製品記述子を生成することができる。次いで、後続の世代を生成することができ、後続の世代の各々は、先行する世代の燃焼式タバコ製品記述子の選択されるサブセットから導出される。目標燃焼式タバコ製品記述子は、最後の世代の最も適合する燃焼式タバコ製品記述子であり得る。目標燃焼式製品記述子を導出するための関連する例示的な方法を、図４に関連して記載する。

動作３３０において、設計パラメータの値が出力として提供される。設計パラメータの値は、適切なグラフィカルインターフェースを使用して燃焼式タバコ製品設計者に表示することができ、及び／又は、燃焼式タバコ製品製造装置によって目標燃焼式タバコ製品を製造するために使用することができる。
燃焼式タバコ製品記述子最適化方法

図４は、目標燃焼式タバコ製品記述子を導出するための例示的な方法４００を示す流れ図である。本方法は、例えば、燃焼式タバコ製品設計システム１００を実装する１つ以上のコンピューティングデバイスなど、１つ以上のコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサを使用してコンピュータ可読命令を実行することによって実施することができる。

記載されている動作は、複数回の反復にわたって繰り返される。ｎ世代目の燃焼式タバコ製品記述子を導出するためには、合計（ｎ－１）回の反復が実施される。数ｎは２以上の整数である。数ｎは、固定数であってもよく、又は、終了基準が満たされる世代を表してもよい。例えば、ｎは、例えば、当該記述子の損失関数値が所与の値を下回る場合など、最も適合する燃焼式タバコ製品記述子が閾適合度よりも大きい適合度を有する世代を表してもよい。

動作４１０において、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子が受け取られる。ｋ世代目が最初の世代の燃焼式タバコ製品記述子である場合、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子を、データベース若しくはファイルストレージシステムなどの適切なデータ記憶システムから、又は、メモリ内キャッシュから受け取ることができる。他の様態では、受け取られた燃焼式タバコ製品記述子は、先行する世代において導出されているものとすることができる。

動作４２０において、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の各々の対応する適合度が導出される。ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の各々の適合度は、前述のように、入力パラメータのそれぞれの燃焼式タバコ製品記述子の値に基づいて、適合度関数又は損失関数を使用して導出することができる。

動作４３０において、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の１つ以上のサブセットが選択される。

燃焼式タバコ製品記述子の選良サブセットが選択されてもよい。燃焼式タバコ製品記述子の選良サブセットは、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子のうちの、最大の適合度を有するＭ個の燃焼式タバコ製品記述子であってもよい。

燃焼式タバコ製品記述子の親サブセットが選択されてもよい。親サブセットは、燃焼式タバコ製品記述子ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子のうちの、最大の適合度を有するＭ個の燃焼式タバコ製品記述子であってもよく、ＭはＫよりも大きい数であり得る。代替的に、記述子の適合度に基づく確率を用いてｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子から記述子を選択することによって、親記述子が選択される、すなわち、より大きい適合度を有する燃焼式タバコ製品記述子が選択される可能性がより高い、適合度比例選択などの、確率的手順を使用して、親サブセットが選択されてもよい。

燃焼式タバコ製品記述子の被変異サブセットが選択されてもよい。被変異サブセットは、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子から、又は、例えば、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子のうちの最も適合するＭ個の記述子、若しくはｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子のうちの親サブセットなどの、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子のサブセットからランダムに選択されてもよい。被変異サブセットはまた、記述子の適合度に基づく確率を用いてｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子から記述子を選択することによって選択されてもよい。

動作４４０において、（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子が、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の１つ以上の選択されるサブセットに基づいて導出される。

（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子は、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の選良サブセットを含んでもよい。

（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子は、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の親サブセットに基づいて導出される子記述子を含んでもよい。各子燃焼式タバコ製品記述子は、２つ以上の親サブセットのクロスオーバー動作を実施することによって生成することができる。各子を生成するためにクロスオーバーされる親は、（擬似）ランダムに、又は、例えば、第１の親と第２の親、第３の親と第４の親など、固定の組み合わせに従って選択されてもよい。クロスオーバー動作は、親サブセット内の２つ以上の記述子を線形的に組み合わせることができ、親の各々は、（擬似）ランダム変数を使用して、組み合わせの中で重み付けされる。例えば、２つの親記述子ｘ及びｙが子記述子ｃを生成するために使用される場合、子記述子は、図５に示すように、
ｃ＝αｘ＋（１－α）ｙ
とすることができ、式中、αは０～１の（擬似）ランダム変数である。

（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子は、ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の被変異サブセットに基づいて導出される変異燃焼式タバコ製品記述子を含んでもよい。（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子はまた、子燃焼式タバコ製品記述子の被変異サブセットに基づいて導出される変異燃焼式タバコ製品記述子を含んでもよい。各変異燃焼式タバコ製品記述子は、被変異サブセットからの記述子と、格納された燃焼式タバコ製品記述子とのクロスオーバー動作を実施することによって生成することができる。クロスオーバー動作は、被変異サブセットからの燃焼式タバコ製品記述子と、格納された燃焼式タバコ製品記述子とを線形的に組み合わせることができ、各記述子は、（擬似）ランダム変数を使用して、組み合わせの中で重み付けされる。例えば、被変異記述子ｄ及び格納された記述子ｓが使用されて変異記述子ｍが生成される場合、変異記述子は、
ｍ＝（１－β）ｄ＋βｓ
とすることができ、式中、βは０～１の擬似（ランダム）変数である。βは、例えば、０～０．１など、ここに記載されている範囲の下端に向かうように、又は、向かう可能性がより高くなるように制約することができる。

動作４５０において、（ｋ＋１）世代目の記述子がｎ世代目の記述子であるか否かが判定される。固定回数の反復が実施される場合、判定は、（ｋ＋１）がｎに等しいか否かを判定することを含むことができる。ｎが、終了基準が満たされることを表す実施形態において、（ｋ＋１）世代目がｎ世代目であるか否かを判定することは、（ｋ＋１）世代目の記述子が終了基準を満たすか否かを判定することを含む。例えば、例として当該記述子の損失関数値が所与の値を下回るか否かなど、（ｋ＋１）世代目のうちの最も適合する燃焼式タバコ製品記述子が閾適合度よりも大きい適合度を有するか否かが判定されてもよい。（ｋ＋１）世代目の記述子がｎ世代目の記述子であると判定されることに応答して、方法は動作４７０へと継続する。他の様態では、方法は動作４６０へと継続する。

動作４６０は、上述した動作が次の世代について繰り返されるべきであることを示す。値ｋは（ｋ＋１）に増分されていると理解され得る。例えば、ｆｏｒループ及び固定回数の反復を使用する実施形態など、いくつかの実施形態において、当該値又はｋに関係する値を格納する変数が増分され得る。しかしながら、他の実施形態では、そのような変数は使用されなくてもよく、又は維持されてもよく、代わりに、ｋの例示されている増分は、実行が次の世代について継続することのみを表す。

動作４７０において、ｎ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の、最大の適合度を有する燃焼式タバコ製品記述子が、目標燃焼式タバコ製品記述子として選択される。方法３００のステップ３２０において記載したように、目標燃焼式タバコ製品記述子は、複数の設計パラメータの値を導出するために使用可能である。
燃焼式タバコ製品記述子クロスオーバー実施例

図５は、既存の燃焼式タバコ製品記述子に基づいて新たな燃焼式タバコ製品記述子を導出するための例示的なクロスオーバー動作５００の実施を示す。記載されるクロスオーバー動作は、図２に関連して記載した燃焼式タバコ製品設計パラメータ算出手段１１０の子記述子生成手段２４０及び／又は記述子変異手段によって実施することができる。記載されるクロスオーバー動作はまた、目標燃焼式製品記述子導出方法４００の記述子世代導出動作４４０において実施される子生成及び／又は変異動作において実施することもできる。

図解５００は、第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０と、第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０と、導出される燃焼式タバコ製品記述子５３０とを含む。

第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０は、システム１００及び／又は方法３００に関連して上述したように実装される燃焼式タバコ製品記述子である。第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０は、格納された燃焼式タバコ製品記述子、燃焼式タバコ製品記述子導出の先行する反復において導出されている燃焼式タバコ製品記述子、又は、例えば、変異を受ける子燃焼式タバコ製品記述子などの、目下の反復中に導出される燃焼式タバコ製品記述子であってもよい。第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０は、要素ｘ_ｉを有するベクトルｘとして表すことができる。要素の各々は、それぞれの入力又は設計パラメータの値とすることができる。図示されている例において、第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０は、１２個の要素ｘ_１～ｘ_１２を有する。

第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０もまた、システム１００及び／又は方法３００に関連して上述したように実装される燃焼式タバコ製品記述子である。第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０は、格納された燃焼式タバコ製品記述子、燃焼式タバコ製品記述子導出の先行する反復において導出されている燃焼式タバコ製品記述子、又は、例えば、変異を受ける子燃焼式タバコ製品記述子などの、目下の反復中に導出される燃焼式タバコ製品記述子であってもよい。第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０は、要素ｙ_ｉを有するベクトルｙとして表すことができる。要素の各々は、それぞれの入力又は設計パラメータの値とすることができる。要素ｙ_ｉの各々は、第１の燃焼式タバコ製品記述子の対応する要素ｘ_ｉと同じそれぞれの入力又は設計パラメータの値とすることができる。図示されている例において、第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０は、第１の燃焼式タバコ製品記述子内のものｘ_１～ｘ_１２と同じ１２個のパラメータの値である、１２個の要素ｙ_１～ｙ_１２を有する。

導出される燃焼式タバコ製品記述子５３０は、第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０及び第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０を線形的に組み合わせること、例えば、それらの加重和を算出することによって、導出される。図示されている実施例において、導出される燃焼式タバコ製品記述子５３０は、範囲０～１内にある（擬似）ランダムに生成される数αを使用して導出され、導出される燃焼式タバコ製品記述子は、第１の燃焼式タバコ製品記述子５１０にαを乗算した値と、第２の燃焼式タバコ製品記述子５２０に（１－α）を乗算した値との和であり、すなわち、以下のようになる。
ｚ＝αｘ＋（１－α）ｙ
式中、ｚは、導出される燃焼式タバコ製品記述子５３０を表すベクトルである。したがって、例示されているように、ｚの要素ｚ_ｉは、以下のようになる。
ｚ_ｉ＝αｘ_ｉ＋（１－α）ｙ_ｉ
燃焼式タバコ製品

図６は、フィルタ付き燃焼式タバコ製品６０１の概略図である。

図示されている燃焼式タバコ製品６０１はフィルタ付き燃焼式タバコ製品であるが、本明細書に記載されているシステム及び方法は、フィルタのない燃焼式タバコ製品にも適用可能である。

シガレットなどのフィルタ付き燃焼式タバコ製品及びそれらの形式は、「レギュラー」（典型的には、例えば約６８ｍｍ～約７２ｍｍなどの、６８～７５ｍｍの範囲内）、「ショート」又は「ミニ」（６８ｍｍ以下）、「キングサイズ」（典型的には、例えば約７９ｍｍ～約８８ｍｍなどの、７５～９１ｍｍの範囲内）、「ロング」又は「スーパーキング」（典型的には、例えば約９４ｍｍ～約１０１ｍｍなどの、９１～１０５ｍｍの範囲内）及び「ウルトラロング」（典型的には、約１１０ｍｍ～約１２１ｍｍの範囲内）のように、シガレット長に従って名付けられることが多い。

当該製品はまた、「レギュラー」（約２３～２５ｍｍ）、「ワイド」（２５ｍｍ超）、「スリム」（約２２～２３ｍｍ）、「デミスリム」（約１９～２２ｍｍ）、「スーパースリム」（約１６～１９ｍｍ）、及び「マイクロスリム」（約１６ｍｍ未満）のように、シガレット周長に従って名付けられることもある。したがって、キングサイズでスーパースリム形式のシガレットは、例えば、約８３ｍｍの長さ及び約１７ｍｍの周長を有することになる。レギュラーでキングサイズ形式の、すなわち、２３～２５ｍｍの周長及び７５～９１ｍｍの全長を有するシガレットが、多くの顧客に好まれる。

各形式は、異なる長さのフィルタを有して製造され得、概して、より小さいフィルタが、より小さい長さ及び周長の形式において使用される。典型的には、フィルタ長は、ショート、レギュラー形式と関連付けられる１５ｍｍから、ウルトラロング、スーパースリム形式と関連付けられる３０ｍｍまでになる。チップペーパーは、例えば３～１０ｍｍ長いなど、フィルタよりも大きい長さを有することになる。

本明細書に記載されているシステム及び方法は、上記の形式のいずれのフィルタ付き燃焼式タバコ製品にも適用可能である。上記の形式のいずれかにおける、所与のフィルタ付き燃焼式タバコ製品の寸法は、実際のものであるか、シミュレートされたものであるか、又は設計されているものであるかを問わず、入力パラメータ及び／又は設計パラメータの燃焼式タバコ製品記述子の値であり得る。

図示されている燃焼式タバコ製品６０１は、概して円筒形であり、レギュラー、キングサイズ形式である、すなわち、７５～９１ｍｍの範囲内の長さ、及び、２３～２５ｍｍの範囲内の周長を有する。図示されている燃焼式タバコ製品６０１は、実際の燃焼式タバコ製品、シミュレートされた燃焼式タバコ製品又は設計された燃焼式タバコ製品であってもよく、複数の入力パラメータ及び設計パラメータの値を含む対応する燃焼式タバコ製品記述子を使用して表すことができる。図示されているタバコ製品６０１又はその特徴スケーリングの長さ及び周長は、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれる値であってもよい。シガレットの硬さ、密度及びシガレットを通じた圧力低下などの、シガレットの他の特性を示す値も、前述したように、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。

図示されている燃焼式タバコ製品６０１は、タバコロッド６０２を含む。タバコロッド６０２は、所与のタバコブレンド組成のタバコを含むことができる。所与のタバコブレンド組成を示す値は、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。タバコロッド６０２の重量及び密度を示す値も、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。

タバコロッドは、フィルタ６０４をタバコロッド６０２に接続するようにフィルタ６０４を覆い、包装材６０３を部分的に覆っている先端材料６０５によってフィルタ６０４に長手方向に接続されている、当該実施例ではシガレットペーパーである包装材６０３を巻かれている。先端材料の長さを示す値が、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。包装材の有孔性を示す値も、対応する燃焼式製品記述子に含まれてもよい。包装材の燃焼添加剤（クエン酸塩）装填量を示す値も、対応する燃焼式製品記述子に含まれてもよい。

フィルタ６０４は、連続的な酢酸セルロース繊維を使用して形成されるフィルタプラグ６０６と、プラグ包装６０８を巻かれた可塑剤とを含む。フィルタプラグの長さを示す値が、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。フィルタプラグは、吸収材６０７を含む。吸収材６０７の特性を含む、フィルタプラグ６０４の特性は、フィルタプラグの圧力低下に影響を及ぼし得る。フィルタプラグの圧力低下を示す値が、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。吸収材６０７の特性を示す値も、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。

燃焼式タバコ製品６０１は、本実施例においては、フィルタプラグ６０６への通気を可能にする、先端材料６０５及びプラグ包装６０８を通る通気孔（図示せず）を設けられている。通気孔は通気度を使用して説明することができる。通気度を示す値が、対応する燃焼式製品記述子に含まれてもよい。

使用時、喫煙品６０１のタバコロッド６０２が、従来のように消費者によって点火されて、タバコ煙がフィルタ６０４を通じてタバコロッド６０２の燃料から引き出される。燃焼式タバコ製品の煙官能特性が、使用時に、燃焼式タバコ製品の消費者によって評価され得る。当該煙官能特性の消費者の印象を示す値が、対応する燃焼式タバコ製品記述子に含まれてもよい。
シミュレーション結果評価

図７は、例示的な実施形態に従って導出される燃焼式タバコ製品の煙官能特性の推定値と、他の方法を使用して得られる官能特性値との比較の図解７００である。煙官能特性は、例えば、シガレットのブレンド組成パラメータ及び物理特性など、入力パラメータとしての燃焼式タバコ製品の既知の特性、及び、設計パラメータとしての煙官能特性を使用することによって、記載されているシステム及び方法の例示的な実施形態によって推定することができる。

図解７００は、パネル比較グラフ７１０と、化学感覚モデル比較グラフ７２０とを含む。

パネル比較グラフ７１０は、本明細書に記載されている方法の一実施形態によって推定される煙官能特性の結果と、煙官能特性を評価する消費者のパネルによって提供される結果とを比較したものである。グラフ７１０が示すように、当該実施形態によって推定される結果は、消費者のパネルによって与えられる結果に近い。したがって、記載されているシステム及び方法は、例えば、調査又はフォーカスグループを使用して、設計プロセス中に燃焼式タバコ製品を評価するために行われる、消費者評価の数を低減することができる。

化学感覚モデル比較グラフ７２０は、本明細書に記載されている方法の一実施形態によって推定される煙官能特性の結果と、化学感覚モデルを使用して提供される結果とを比較したものである。グラフ７２０が示すように、当該実施形態によって推定される結果は、化学感覚モデルによって与えられる結果に近い。化学感覚モデルは、化学フィンガープリントを使用して、煙官能特性を推定する。化学フィンガープリントは、情報密度が高く、多大な量の処理を必要とする。化学感覚モデルは、記載されているシステム及び方法よりも多くの計算リソースを必要とする。したがって、記載されているシステム及び方法は、例えば、調査又はフォーカスグループを使用して、燃焼式タバコ製品の煙官能特性の正確な推定値を導出するために使用される計算リソースを低減することができる。

様々な課題に対処し、当該技術分野を進歩させるために、本開示全体は、例として、特許請求される発明（複数可）を実践することができ、特許請求される発明（複数可）が、燃焼式タバコ製品の優れた設計及びシミュレーションを可能にすることができる様々な実施形態を示す。本開示の利点及び特徴は、実施形態の代表的なサンプルに過ぎず、網羅的なもの及び／又は排他的なものではない。本開示の利点及び特徴は、特許請求される特徴の理解及び教示を支援するためにのみ提示されている。本開示の利点、実施形態、実施例、機能、特徴、構造、及び／又は他の態様は、特許請求の範囲によって規定される開示に対する限定又は特許請求の範囲の均等物に対する限定と考えられるべきではないこと、及び、本開示の範囲及び／又は思想から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてもよく、修正が行われてもよいことは理解されたい。様々な実施形態は、開示されている要素、構成要素、特徴、部分、ステップ、手段などの様々な組み合わせを適切に含むことができるか、当該組み合わせから成ることができるか、又は本質的に当該組み合わせから成ることができる。加えて、本開示は、本明細書において特許請求されないが、将来的に特許請求される可能性がある他の発明を含む。

Claims (21)

1. 目標燃焼式タバコ製品を設計する方法であって、
   複数の入力パラメータのそれぞれの値を受け取るステップと、
   前記複数の入力パラメータの受け取られた前記値に基づいて前記燃焼式タバコ製品の複数の設計パラメータのそれぞれの値を算出するステップであり、前記複数の設計パラメータが、
   タバコブレンド組成、
   タール、ニコチン及び一酸化炭素送達、
   煙官能特性、
   前記燃焼式タバコ製品と関連付けられる吸引回数、
   燃焼式タバコ製品寸法、
   タバコ重量、
   タバコロッド及び／又はフィルタの密度、
   タバコロッド及び／又はフィルタの硬さ、
   燃焼式タバコ製品の開閉による圧力低下、
   フィルタ圧力低下、
   シガレットペーパー有孔性、並びに
   通気レベル
   から選択される少なくとも２つのパラメータを含む、算出するステップと、
   算出された前記値を出力として提供するステップと
   を含む、方法。
2. 前記設計パラメータの前記値を算出する前記ステップが、目標燃焼式タバコ製品記述子を導出するステップを含み、前記目標燃焼式タバコ製品記述子が、前記目標燃焼式タバコ製品の前記設計パラメータの値及び前記入力パラメータの値を含む、請求項１に記載の方法。
3. 目標燃焼式タバコ製品記述子を導出する前記ステップが、最大の適合度を有する目標燃焼式タバコ製品記述子を導出することを目標とする最適化手順を実施するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 所与の燃焼式タバコ製品記述子の前記適合度が、前記入力パラメータについての前記所与の燃焼式タバコ製品記述子の前記値と、前記入力パラメータの受け取られた前記値に基づく対応する値との間の差に基づく、請求項３に記載の方法。
5. 所与の燃焼式タバコ製品の前記適合度が、前記入力パラメータについての前記所与の燃焼式タバコ製品記述子の前記値と、前記入力パラメータの受け取られた前記値に基づく対応する値との間の平均二乗偏差に逆相関する、請求項４に記載の方法。
6. 前記最適化手順を実施する前記ステップが、
   ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子を受け取ることと、
   前記ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の各々の対応する適合度を導出することと、
   前記対応する適合度に基づいて、前記ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の１つ以上のサブセットを選択することと、
   前記ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の前記１つ以上のサブセットに基づいて、（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子を導出することと、を
   ｎ≧２として、１から（ｎ－１）までのｋの各々にわたって繰り返すことを含み、
   前記目標燃焼式製品記述子が、前記最大の適合度を有するｎ世代目の前記燃焼式タバコ製品記述子である、請求項３～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子を導出することが、１つ以上の子燃焼式タバコ製品記述子を導出することを含み、前記１つ以上の子燃焼式タバコ製品記述子の各々が、前記ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の前記サブセットのうちのそれぞれの２つ以上に基づく、請求項６に記載の方法。
8. 前記１つ以上の子燃焼式タバコ製品記述子の各々が、前記ｋ世代目の燃焼式タバコ製品記述子の前記サブセットのうちの前記それぞれの２つ以上の線形結合である、請求項７に記載の方法。
9. 前記（ｋ＋１）世代目の燃焼式タバコ製品記述子を導出することが、１つ以上の子燃焼式タバコ製品記述子のうちの少なくとも１つを変異させることを含む、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記最適化手順が、確率的最適化手順である、請求項３～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記確率的最適化手順が、遺伝的アルゴリズムである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記遺伝的アルゴリズムが、実数値遺伝的アルゴリズムである、請求項１１に記載の方法。
13. 前記最適化手順が、粒子群最適化、蟻コロニー最適化、焼き鈍し法、モンテカルロアルゴリズム、ルンゲ＝クッタ法、遺伝的アルゴリズム、又は上記の任意の組み合わせから選択される少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記複数の設計パラメータの前記値が、複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子に基づいて算出され、前記格納された燃焼式タバコ製品記述子の各々が、対応する燃焼式タバコ製品の前記複数の設計パラメータの値及び前記複数の入力パラメータの値を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 化学感覚分析を使用して前記複数の格納された燃焼式タバコ製品記述子のうちの１つ以上を導出するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記複数の入力パラメータが、
    タバコブレンド組成、
    タール、ニコチン及び一酸化炭素送達、
    煙官能特性、
    前記燃焼式タバコ製品と関連付けられる吸引回数、
    燃焼式タバコ製品寸法、
    タバコ重量、
    タバコロッド及び／又はフィルタの密度、
    タバコロッド及び／又はフィルタの硬さ、
    燃焼式タバコ製品の開閉による圧力低下、
    フィルタ圧力低下、
    シガレットペーパー有孔性、並びに
    通気レベル
    から選択される少なくとも２つのパラメータを含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記設計パラメータの算出された前記値に基づいて、前記目標燃焼式タバコ製品を製造するステップをさらに含む、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 命令を含むコンピュータプログラムであって、前記命令は、前記プログラムがコンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。
19. 命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
20. プロセッサと、請求項１９に記載のコンピュータ可読記憶媒体とを備える、データ処理装置。
21. システムであって、
    請求項２０に記載のデータ処理装置と、
    請求項１７に記載の方法を実行するように構成されている燃焼式タバコ製品製造装置と
    を備える、システム。

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