WO2022138829A1 - 鮮度予測装置、鮮度予測方法、鮮度予測プログラム、及びデータ構造 - Google Patents

鮮度予測装置、鮮度予測方法、鮮度予測プログラム、及びデータ構造 Download PDF

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WO2022138829A1
WO2022138829A1 PCT/JP2021/047896 JP2021047896W WO2022138829A1 WO 2022138829 A1 WO2022138829 A1 WO 2022138829A1 JP 2021047896 W JP2021047896 W JP 2021047896W WO 2022138829 A1 WO2022138829 A1 WO 2022138829A1
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WO
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freshness
vegetables
fruits
information
prediction
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PCT/JP2021/047896
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徳夫 中山
浩子 和知
永安 葉
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三井化学株式会社
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    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/08Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G16Y40/20Analytics; Diagnosis

Definitions

  • This disclosure relates to a freshness prediction device, a freshness prediction method, a freshness prediction program, and a data structure.
  • Patent Document 1 an RFID (Radio Frequency Identification) tag attached to a food is read to specify the food stored in the refrigerator at the user's home and the expiration date of the food, and the expiration date is short.
  • An RFID (Radio Frequency Identification) tag attached to a food is read to specify the food stored in the refrigerator at the user's home and the expiration date of the food, and the expiration date is short.
  • a food purchase management support system that outputs recipe information using food is disclosed.
  • Patent Document 1 manages the freshness according to the expiration date set in advance for each food, and does not predict the change in the freshness of the harvested fruits and vegetables.
  • the present disclosure has been made in view of the above points and is intended to provide a freshness predictor, a freshness prediction method, a freshness prediction program, and a data structure for predicting changes in the freshness of harvested fruits and vegetables. ..
  • the freshness prediction device acquires and accumulates information on the environmental index in the storage environment of the fruit and vegetable while the fruit and vegetable are transported from the production area to the consumption area.
  • the storage unit for storing the environmental index history information regarding the history, the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruit and vegetable and the freshness change of the fruit and vegetable, and the environmental index history information and the freshness change prediction information. It is provided with an output unit for outputting freshness prediction information related to the fruits and vegetables based on the above.
  • the storage unit stores the temperature history information acquired by acquiring the temperature information of the storage environment as the environmental index history information, and the output unit stores the temperature history information and the freshness change prediction information based on the temperature history information.
  • Freshness prediction information related to fruits and vegetables may be output.
  • the temperature history information may be a sum of the actual temperature value in the storage environment and the fixed value of the temperature condition predetermined in the storage environment.
  • the storage unit stores the humidity history information acquired by acquiring the humidity information of the storage environment as the environmental index history information, and the output unit is based on the humidity history information and the freshness change prediction information. Freshness prediction information related to fruits and vegetables may be output.
  • the humidity history information may be a sum of the actual value of humidity in the storage environment and the fixed value of the humidity condition predetermined in the storage environment.
  • the freshness change prediction information may include information on the harvest time and harvesting place of the fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information may be updated according to at least one change in the appearance, sweetness, acidity, aroma or texture of the target fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information may be updated based on the cumulative respiratory volume of the target fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information may include information on at least one of the material, characteristics, thickness, or form of the packaging material for packaging the fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information may include information on changes in oxygen concentration or carbon dioxide concentration in the storage environment of the fruits and vegetables.
  • the output unit may output visualization data in which the environmental index history and the freshness standard for fruits and vegetables given in advance for the freshness change prediction information are collated and compared.
  • the freshness standard is at least one of the information about the time to eat the fruits and vegetables, the recommended period from the purchase of the fruits and vegetables to the consumption by the consumer, and the appearance, taste, smell, hardness, ingredients, texture or weight of the fruits and vegetables. May include information that is expected about.
  • the storage unit is in the process of transporting the harvest appearance image of the fruits and vegetables acquired in the production area where the fruits and vegetables are harvested, and the fruits and vegetables acquired while being transported from the production area to the consumption area where the fruits and vegetables are consumed.
  • the appearance image is stored, the environment index history information, the harvest appearance image, and the transportation appearance image are accumulated, and the output unit is based on the environment index history information and the freshness change prediction information.
  • the freshness prediction information related to the fruits and vegetables may be output.
  • the storage unit may acquire the harvest appearance image and the transportation appearance image from a terminal used while the fruits and vegetables are being transported from the production area to the consumption area.
  • the output unit may send alert information urging the acquisition of a transporting appearance image of the fruits and vegetables when a predetermined condition is satisfied.
  • the predetermined condition may be that the transportation status of the fruits and vegetables has changed based on the information that can trace the fruits and vegetables.
  • an image analysis unit that executes an analysis process on an image in which the appearance of the fruits and vegetables is captured, a determination unit that determines when to eat the fruits and vegetables based on the result of the analysis process, and a determination unit.
  • the output unit further includes a learning unit that learns the machine learning model by deep learning using the determination result, and the output unit is the freshness prediction information related to the fruits and vegetables based on the environmental index history information and the freshness change prediction information. May be output.
  • the image analysis unit may execute the analysis process using a feedforward neural network.
  • the image analysis unit may execute the analysis process using a convolutional neural network.
  • the image analysis unit may execute the analysis process after decomposing the image into red, green, and blue.
  • the determination unit may determine when to eat the fruits and vegetables based on the result of the analysis process and the freshness change prediction information.
  • the output unit may output the freshness change prediction information using the environmental index history information by a feedforward neural network.
  • the determination unit may determine when to eat the fruits and vegetables using at least one of the integrated oxygen consumption amount, the integrated carbon dioxide emission amount, and the integrated relative humidity of the fruits and vegetables as the freshness change prediction information.
  • a prediction unit for predicting time-series data regarding the eating time of the fruits and vegetables from a predetermined time point to a future time point may be further provided.
  • a prediction unit for predicting a specific time when the fruits and vegetables are about to be eaten may be further provided.
  • the prediction unit may predict the time when the fruits and vegetables are about to be eaten by using an artificial recurrent neural network.
  • the fruits and vegetables may be ripening fruits and vegetables.
  • the freshness prediction method acquires information on the environmental index in the storage environment of the fruits and vegetables while the fruits and vegetables are transported from the place of harvest to the place of consumption by a computer.
  • the freshness prediction information related to the fruits and vegetables is output based on the environmental index history information regarding the accumulated environmental index history and the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the freshness change of the fruits and vegetables.
  • the freshness prediction program acquires and accumulates information on environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables during transportation from the production area where fruits and vegetables are harvested to the consumption area. Execution of the process to output the freshness prediction information related to the fruits and vegetables based on the environmental index history information regarding the environmental index history and the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the freshness change of the fruits and vegetables. Let me.
  • the data structure according to the present disclosure is an environment in which information on environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables is acquired and accumulated while the fruits and vegetables are transported from the production area to the consumption area. It includes the environmental index history information regarding the index history and the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the freshness change of the fruits and vegetables, and is based on the environmental index history information and the freshness change prediction information.
  • the freshness prediction information related to the fruits and vegetables is output.
  • a freshness prediction device a freshness prediction method, a freshness prediction program, and data for predicting a change in the freshness of harvested fruits and vegetables based on the history information of environmental indicators of fruits and vegetables and the freshness change prediction information of fruits and vegetables.
  • the structure can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a freshness prediction system according to the present embodiment.
  • the freshness prediction system includes a freshness prediction device 10, a storage device 20, and an information processing device 30.
  • the freshness prediction device 10, the storage device 20, and the information processing device 30 are connected to each other by a network such as the Internet.
  • the freshness prediction device 10 is a device that predicts the freshness of harvested fruits and vegetables. When predicting the freshness of fruits and vegetables, the freshness prediction device 10 acquires and accumulates information on environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables during transportation from the production area where the fruits and vegetables are harvested to the consumption area. Use index history information. Further, the freshness prediction device 10 uses freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the change in freshness of fruits and vegetables.
  • the environmental index history information may be, for example, temperature history information obtained by acquiring and accumulating temperature information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the environmental index history information may also be, for example, humidity history information obtained by acquiring and accumulating humidity information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the freshness prediction device 10 generates freshness prediction information related to fruits and vegetables based on the environmental index history information and the freshness change prediction information, and outputs the generated freshness prediction information.
  • the freshness prediction information output by the freshness prediction device 10 is displayed on the information processing device 30.
  • the storage device 20 stores environmental index history information and freshness change prediction information.
  • the history information acquisition system 21 is a system for acquiring environmental index history information of fruits and vegetables.
  • the history information acquisition system 21 is not limited to a specific configuration.
  • the history information acquisition system 21 periodically acquires temperature, humidity, and other environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables from the time the fruits and vegetables are harvested until they are lined up in the store, and retains the acquired environmental indicators as a history. It can be a configured system.
  • the storage device 20 acquires the environmental index history information of fruits and vegetables acquired by the history information acquisition system 21 at an arbitrary timing.
  • the information processing device 30 is, for example, a device such as a personal computer or a smartphone.
  • the information processing device 30 is a device used by a user who wants to know the result of predicting the freshness of fruits and vegetables.
  • the information processing device 30 has a function of displaying freshness prediction information generated and output by the freshness prediction device 10. The user can know the appropriate consumption time of fruits and vegetables by looking at the freshness prediction information displayed by the information processing apparatus 30.
  • the freshness prediction device 10 predicts a change in freshness after the fruits and vegetables are harvested and outputs the information to the information processing device 30 to provide consumers with information on an appropriate consumption time of the fruits and vegetables. Can be done.
  • the freshness prediction device 10 may store the environmental index history information and the freshness change prediction information.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the freshness prediction device 10.
  • the freshness prediction device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a storage 14, an input unit 15, a display unit 16, and a communication interface. It has (I / F) 17.
  • the configurations are connected to each other via a bus 19 so as to be communicable with each other.
  • the CPU 11 is a central arithmetic processing unit that executes various programs and controls each part. That is, the CPU 11 reads the program from the ROM 12 or the storage 14, and executes the program using the RAM 13 as a work area. The CPU 11 controls each of the above configurations and performs various arithmetic processes according to the program recorded in the ROM 12 or the storage 14. In the present embodiment, the ROM 12 or the storage 14 stores a freshness predicting device program for predicting the freshness of fruits and vegetables.
  • the ROM 12 stores various programs and various data.
  • the RAM 13 temporarily stores a program or data as a work area.
  • the storage 14 is composed of a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a flash memory, and stores various programs including an operating system and various data.
  • the input unit 15 includes a pointing device such as a mouse and a keyboard, and is used for performing various inputs.
  • the display unit 16 is, for example, a liquid crystal display and displays various information.
  • the display unit 16 may adopt a touch panel method and function as an input unit 15.
  • the communication interface 17 is an interface for communicating with other devices such as the storage device 20 and the information processing device 30, and is used by standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI, and Wi-Fi (registered trademark). Be done.
  • the freshness prediction device 10 When executing the above-mentioned freshness prediction program, the freshness prediction device 10 realizes various functions by using the above-mentioned hardware resources. The functional configuration realized by the freshness prediction device 10 will be described.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the freshness prediction device 10.
  • the freshness prediction device 10 has a storage unit 101, a generation unit 102, and an output unit 103 as functional configurations. Each functional configuration is realized by the CPU 11 reading and executing the freshness prediction program stored in the ROM 12 or the storage 14.
  • the storage unit 101 stores environmental index history information and freshness change prediction information.
  • the environmental index history information and the freshness change prediction information may be stored in the storage device 20 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of environmental index history information and freshness change prediction information stored in the storage unit 101.
  • the ID column is a column for storing information for identifying fruits and vegetables.
  • the fruit and vegetable column is a column for storing information on fruits and vegetables of the ID.
  • the harvest date / time column is a column for storing the harvest date / time of the fruits and vegetables of the ID.
  • the environmental index history information column is a column for storing the environmental index history information of fruits and vegetables of the ID. In the environmental index history information column, a log of the environmental index history in the environment where fruits and vegetables are stored is stored.
  • the fruit and vegetable column is a column that stores information for identifying fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information column is a column for storing the freshness change prediction information of the fruit and vegetable.
  • the freshness change prediction information is information on the correlation between the history of environmental indicators and the freshness change of fruits and vegetables.
  • the generation unit 102 When the generation unit 102 acquires the information of the fruits and vegetables (target fruits and vegetables) for which the freshness prediction information is generated, the generation unit 102 generates the freshness prediction information related to the target fruits and vegetables based on the environmental index history information and the freshness change prediction information of the fruits and vegetables.
  • the environmental index history information may be, for example, the temperature history information obtained by acquiring the temperature information of the storage environment of fruits and vegetables and accumulating it in the storage unit 101.
  • the temperature history information may be a sum of the actual temperature value in the storage environment of fruits and vegetables and the fixed value of the temperature condition predetermined in the storage environment.
  • the environmental index history information may also be, for example, humidity history information obtained by acquiring humidity information of the storage environment of fruits and vegetables and accumulating in the storage unit 101.
  • the humidity history information may be a sum of the actual value of humidity in the storage environment of fruits and vegetables and the fixed value of the humidity condition predetermined in the storage environment.
  • Environmental indicators are not limited to temperature or humidity as long as they affect changes in the freshness of fruits and vegetables.
  • information on oxygen concentration and carbon dioxide concentration in the storage environment of fruits and vegetables may be used as an environmental index.
  • information on the illuminance in the storage environment of fruits and vegetables may be used as an environmental index.
  • the generation unit 102 may generate freshness prediction information related to the target fruits and vegetables by applying the environmental index history information and the freshness change prediction information to a predetermined model formula.
  • the generation unit 102 may generate freshness prediction information related to the target fruits and vegetables as a percentage.
  • the fixed values of the temperature condition and the humidity condition described above may be, for example, predetermined general temperature conditions and humidity conditions for each item of fruits and vegetables. For example, for fruits and vegetables such as cabbage and lettuce that are expected to be stored in a refrigerator at a consumer's home, even if the temperature and humidity conditions in the vegetable compartment of the refrigerator are determined as fixed values of the temperature and humidity conditions. good.
  • Freshness change prediction information is information on the correlation between the history of environmental indicators and changes in the freshness of fruits and vegetables. For example, there is a correlation between the amount of respiration of fruits and vegetables and the change in freshness of fruits and vegetables, and the amount of respiration of fruits and vegetables can be derived from the history of environmental indicators. Therefore, there is a correlation between the history of environmental indicators and changes in the freshness of fruits and vegetables.
  • the respiration rate of fruits and vegetables is known to be temperature dependent. Therefore, the generation unit 102 can estimate the respiration rate of fruits and vegetables based on the temperature information in the storage environment of fruits and vegetables.
  • a model based on the Michaelis-Menten theory (MM model), a multiple regression analysis model, a linear quadratic model, an exponential decay model, or the like may be used.
  • the freshness change prediction information may include information on the harvesting place or harvesting time of the target fruits and vegetables, and the correlation may be corrected according to the information on the harvesting place or harvesting time.
  • the generation unit 102 may update the freshness change prediction information based on the cumulative respiratory volume of the target fruits and vegetables. Further, the generation unit 102 may update the freshness change prediction information according to at least one change in the appearance, sweetness, acidity, aroma or texture of the target fruit and vegetable. Further, the freshness change prediction information stored in the storage unit 101 may include information on changes in oxygen concentration or carbon dioxide concentration in the storage environment of fruits and vegetables. In addition, the respiration rate of fruits and vegetables varies depending on the material, characteristics, thickness, or form of the packaging material for packaging the fruits and vegetables. Therefore, the freshness change prediction information stored in the storage unit 101 may include at least one information of the material, characteristics, thickness, or form of the packaging material for packaging fruits and vegetables.
  • the generation unit 102 uses a model (MM model) based on the Michaelis-Menten theory for calculating the respiratory volume of fruits and vegetables.
  • the change in the respiratory volume of fruits and vegetables due to the influence of temperature is modeled by the Arrhenius equation. Therefore, the O 2 consumption rate and the CO 2 production rate per unit mass of fruits and vegetables are determined by the O 2 concentration, the CO 2 concentration, and the temperature of the gas in the bag in which the fruits and vegetables are packaged.
  • a model based on Fick's first law and Henry's gas dissolution law is used for the gas permeation rate of the packaging material.
  • the gas permeability of the packaging material is also temperature-dependent, and in the present embodiment, the gas permeability of the packaging material is corrected by the Arrhenius equation.
  • the output unit 103 outputs the freshness change prediction information generated by the generation unit 102.
  • the output unit 103 outputs visualization data in which the environmental index history and the freshness standard for fruits and vegetables given in advance for the freshness change prediction information are collated and compared.
  • An example of the visualization data output by the output unit 103 will be described later.
  • Freshness criteria are at least one of information about when to eat fruits and vegetables, recommended time from consumer purchase to consumption, appearance, taste, smell (or aroma), hardness, ingredients, texture or weight of fruits and vegetables. It may contain information that is expected about. Specific examples of the appearance include the generation or expansion of mold, color change, presence / absence or appearance of spots, change in shape, wrinkles, luster, warts, pain, scratches or damage.
  • Specific examples of taste include acidity and taste.
  • Specific examples of the odor (or scent) include the generation of an offensive odor or a fermented odor.
  • Specific examples of the components include glucose, chlorophyll, vitamin C, ⁇ -carotene, sugar, lycopene, chlorophyll, glutamic acid, citric acid, ⁇ -cryptoxatin and the like.
  • Specific examples of texture include crunchiness, and specific examples of weight include total weight, water content, sugar content, and the like.
  • the freshness prediction device 10 can generate freshness change prediction information of fruits and vegetables based on the environmental index history information of fruits and vegetables and freshness change prediction information of fruits and vegetables, and can output the freshness change prediction information. ..
  • the freshness prediction device 10 according to the present embodiment has the functional configuration shown in FIG. 3, and predicts the change in the freshness of the fruits and vegetables after the fruits and vegetables are harvested, and provides information on the appropriate consumption time of the fruits and vegetables to the consumer. Can be provided to.
  • the freshness prediction device 10 has a configuration including a storage unit 101, but the present disclosure is not limited to such an example.
  • the storage device 20 shown in FIG. 1 may store the environmental index history information and the freshness change prediction information.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of freshness prediction processing by the freshness prediction device 10.
  • the freshness prediction process is performed by the CPU 11 reading the freshness prediction program from the ROM 12 or the storage 14, expanding it into the RAM 13, and executing the program.
  • the CPU 11 first acquires information on fruits and vegetables (target fruits and vegetables) to be predicted for freshness (step S101).
  • the method of acquiring information on the target fruits and vegetables is not limited to a specific one.
  • information on the target fruit and vegetable may be obtained by reading the RFID tag attached to the fruit and vegetable packaging.
  • the environmental index history information may be, for example, temperature history information obtained by acquiring and accumulating temperature information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the environmental index history information may be, for example, humidity history information obtained by acquiring and accumulating humidity information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information is information on the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the change in freshness of fruits and vegetables.
  • the CPU 11 generates freshness prediction information for the target fruits and vegetables using the environmental index history information acquired in step S102 and the freshness change prediction information acquired in step S103 (step S104).
  • the CPU 11 generates visualization data in which the environmental index history and the freshness standard for fruits and vegetables given in advance with respect to the freshness change prediction information are collated and compared.
  • the CPU 11 outputs the freshness prediction information generated in step S104 (step S105).
  • the CPU 11 outputs visualization data in which the environmental index history and the freshness standard for fruits and vegetables given in advance for the freshness change prediction information are collated and compared.
  • the freshness prediction device 10 can generate freshness change prediction information of fruits and vegetables based on the environmental index history information of fruits and vegetables and freshness change prediction information of fruits and vegetables, and can output the freshness change prediction information. ..
  • the freshness prediction device 10 according to the present embodiment predicts changes in the freshness of fruits and vegetables after the fruits and vegetables are harvested by executing the process shown in FIG. 5, and provides information on the appropriate consumption time of the fruits and vegetables to the consumer. Can be provided to.
  • Specific Example 1 shows an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of strawberries.
  • the cumulative respiration rate of strawberries and the normal rate of strawberries (the rate at which mold does not occur), the rate of change in hardness, the rate of change in acidity, and the rate of change in aroma.
  • the normal rate decreases, the hardness decreases, the acidity disappears, the taste becomes rotten, and the scent of strawberries disappears.
  • FIGS. 6A to 6D are diagrams showing examples of the normal rate of strawberries, the rate of change in hardness, the rate of change in acidity, and the rate of change in aroma.
  • FIG. 6A shows the relationship between the normal rate of strawberries and the state of mold growth.
  • FIG. 6B shows the relationship between the hardness change rate of strawberries and the hardness of strawberries.
  • FIG. 6C shows the relationship between the rate of change in the acidity of strawberries and the acidity of strawberries.
  • FIG. 6D shows the relationship between the rate of change in the scent of strawberries and the scent of strawberries.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiration volume of the strawberry at a certain point in time from the strawberry environmental index history information, and collates the estimated cumulative respiration volume with the strawberry freshness change prediction information to obtain the strawberry. You can predict the freshness. Then, the freshness prediction device 10 can predict the freshness of the strawberry and show the consumer how long it will take until the expiration date or how much time has passed since the expiration date. For example, by setting the time when the normal rate becomes less than 90% as the expiry date of strawberries, the freshness prediction device 10 tells the consumer how much it has reached the expiry date or how much has passed since the expiry date. Can be presented.
  • the freshness prediction device 10 can calculate that if it is stored at 15 degrees, it will be D1 days until the expiration date, and if it is stored at 10 degrees, it will be D2 days until the expiration date.
  • Specific Example 2 shows an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of salad vegetables.
  • the rate of change in appearance There is a correlation between the cumulative respiration rate of salad vegetables and the rate of change in appearance, rate of change in texture, rate of change in odor, and rate of change in taste of salad vegetables.
  • the rate of change in appearance decreases, the texture becomes softer, the smell worsens, and the taste disappears.
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams showing examples of appearance change rate, crunchy change rate, odor change rate, and taste change rate of salad vegetables.
  • FIG. 7A shows the relationship between the appearance change rate of salad vegetables and the appearance.
  • FIG. 7B shows the relationship between the rate of change in the texture of salad vegetables and the texture of salad vegetables.
  • FIG. 7C shows the relationship between the odor change rate of salad vegetables and the odor of salad vegetables.
  • FIG. 7D shows the relationship between the taste change rate of salad vegetables and the taste of salad vegetables.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiratory volume of the salad vegetable at a certain point in time from the environmental index history information of the salad vegetable, and collates the estimated cumulative respiratory volume with the freshness change prediction information of the salad vegetable to obtain the salad vegetable. You can predict the freshness. Then, the freshness prediction device 10 can predict the freshness of the salad vegetables and show the consumer how long it will take until the expiration date or how much time has passed since the expiration date. For example, by setting the time when the appearance change rate becomes less than 60% as the expiry date of salad vegetables, the freshness prediction device 10 determines how much the expiry date has reached or how much has passed since the expiry date. Can be presented to.
  • the cumulative respiration volume at a certain point in time of the salad vegetables estimated from the environmental index history information of the salad vegetables is X2 (ml / kg).
  • the hourly respiration rate of salad vegetables is y3 (ml / kg) if stored at 20 ° C, and y4 (ml / kg) if stored at 10 ° C.
  • the freshness prediction device 10 can calculate that if it is stored at 20 degrees, it will be D3 days until the expiration date, and if it is stored at 10 degrees, it will be D4 days until the expiration date.
  • Specific example 3 shows an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of a banana.
  • the rate of change in appearance There is a correlation between the cumulative respiration rate of bananas and the rate of change in appearance, the rate of change in texture, the rate of change in odor, and the rate of change in taste of bananas. As the cumulative breathing volume of bananas increases, the rate of change in appearance decreases, the texture becomes softer, the smell worsens, and the taste disappears.
  • FIGS. 8A to 8D are diagrams showing examples of the appearance change rate, the crunchy change rate, the odor change rate, and the taste change rate of bananas.
  • FIG. 8A shows the relationship between the appearance change rate of the banana and the appearance.
  • FIG. 8B shows the relationship between the rate of change in the texture of bananas and the texture of bananas.
  • FIG. 8C shows the relationship between the banana odor change rate and the banana odor.
  • FIG. 8D shows the relationship between the rate of change in the taste of banana and the taste of salad vegetables.
  • FIG. 8A when the appearance change rate of the banana is 100%, the color is yellow as a whole, but when the appearance change rate decreases, the discoloration is conspicuous, and when the appearance change rate is 0%, the shaft is broken and the fruit is actually. It will be discolored black.
  • FIG. 8B when the banana texture change rate is 100%, the texture is hard, but as the texture change rate decreases, the texture deteriorates, and when the banana texture change rate is 0%, the taste is not good. It becomes a state.
  • FIG. 8C when the odor change rate of banana is 100%, the scent is peculiar to banana and green scent like green leaves, but as the odor change rate decreases, a strange odor is felt.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiratory volume of the banana at a certain point in time from the environmental index history information of the banana, and collates the estimated cumulative respiratory volume with the freshness change prediction information of the banana to obtain the banana. You can predict the freshness. Then, the freshness prediction device 10 can predict the freshness of the banana and show the consumer how long it will take until the expiration date or how much time has passed since the expiration date. For example, by setting the time when the taste change rate becomes less than 30% as the expiry date of the banana, the freshness prediction device 10 determines how much the banana has reached the expiry date or how much has passed since the expiry date. Can be presented to.
  • the cumulative respiratory volume of the banana estimated from the information on the history of the environmental index of the banana at a certain point in time is X3 (ml / kg). If the hourly respiration rate of banana is stored at 20 degrees, it is set to y5 (ml / kg).
  • the freshness prediction device 10 can calculate D5 days until the expiration date if it is stored at 20 degrees using each of the above parameters.
  • Specific Example 4 shows an example in which the freshness predicting device 10 predicts the freshness of broccoli.
  • the vitamin C content ⁇ -carotene content, chlorophyll content, and taste change rate of broccoli.
  • 9A-9D are diagrams showing examples of vitamin C content, ⁇ -carotene content, chlorophyll content, and taste change rate of broccoli.
  • FIG. 9A shows changes in the vitamin C content of broccoli.
  • FIG. 9B shows changes in the ⁇ -carotene content of broccoli.
  • FIG. 9C shows changes in the chlorophyll content of broccoli.
  • FIG. 9D shows the relationship between the rate of change in the taste of broccoli and the taste of broccoli. As shown in FIGS. 9A-9D, as the cumulative respiratory volume of broccoli increases, the rate of change or content decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiratory volume of broccoli at a certain point in time from the environmental index history information of broccoli, and collates the estimated cumulative respiratory volume with the freshness change prediction information of broccoli to determine the freshness of broccoli. Can be predicted.
  • FIGS. 10A to 10D are diagrams showing examples of the appearance change rate, vitamin C content rate, odor change rate, and taste change rate of cucumber.
  • FIG. 10A shows the relationship between the rate of change in the appearance of cucumber and the appearance of cucumber.
  • FIG. 10B shows the change in the vitamin C content of cucumber.
  • FIG. 10C shows the relationship between the rate of change in the odor of cucumber and the odor of cucumber.
  • FIG. 10D shows the relationship between the rate of change in the taste of cucumber and the taste of cucumber.
  • FIGS. 10A to 10D as the cumulative respiratory volume of the cucumber increases, the rate of change or the content rate decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiration volume of the cucumber at a certain point in time from the environmental index history information of the cucumber, and obtains the estimated cumulative respiration volume and the freshness change prediction information of the cucumber. By collating, the freshness of cucumber can be predicted.
  • FIGS. 11A to 11C show an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of shimeji mushrooms.
  • the freshness prediction device 10 predicts the freshness of shimeji mushrooms.
  • FIGS. 11A to 11C show an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of shimeji mushrooms.
  • FIGS. 11A to 11C show an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of shimeji mushrooms.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiration volume at a certain point in time from the shimeji mushroom environmental index history information, and obtains the estimated cumulative respiration volume and the freshness change prediction information of the shimeji mushroom. By collating, the freshness of shimeji mushrooms can be predicted.
  • Specific Example 7 shows an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of cherry tomatoes.
  • the freshness prediction device 10 predicts the freshness of cherry tomatoes.
  • FIGS. 12A to 12D show that as the cumulative respiratory volume of cherry tomatoes increases, the rate of change or the content rate decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiration volume of the mini tomato at a certain point in time from the environmental index history information of the mini tomato, and predicts the estimated cumulative respiration volume and the freshness change of the mini tomato. By collating with the information, the freshness of cherry tomatoes can be predicted.
  • Specific Example 8 shows an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of whole tomatoes.
  • the freshness prediction device 10 predicts the freshness of whole tomatoes.
  • FIGS. 13A to 13D show that as the cumulative respiratory volume of whole tomatoes increases, the rate of change or the content rate decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiration volume of the whole tomato at a certain point in time from the environmental index history information of the whole tomato, and predicts the estimated cumulative respiration volume and the freshness change of the whole tomato. By collating with the information, the freshness of whole tomatoes can be predicted.
  • FIGS. 14A-14D are diagrams showing examples of weight change rate, citric acid content, vitamin C content, and ⁇ -cryptoxanthin content of Satsuma mandarin.
  • FIG. 14A shows the change in the weight of Satsuma mandarin.
  • FIG. 14B shows changes in the citric acid content of Satsuma mandarin.
  • FIG. 14C shows changes in the vitamin C content of Satsuma mandarin.
  • FIG. 14D shows changes in the ⁇ -cryptoxanthin content of Satsuma mandarin.
  • FIGS. 14A to 14D as the cumulative respiratory volume of Satsuma mandarin increases, the rate of change or the content rate decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiration volume of Satsuma mandarin at a certain point in time from the environmental index history information of Satsuma mandarin, and predicts the estimated cumulative respiration volume and the freshness change of Satsuma mandarin. By collating with the information, the freshness of Satsuma mandarin can be predicted.
  • FIGS. 15A to 15C are diagrams showing examples of avocado hardness change rate, pericarp color change rate, and taste change rate.
  • FIG. 15A shows the relationship between the hardness change rate of avocado and the hardness of avocado.
  • FIG. 15B shows the relationship between the rate of change in skin color of avocado and the color of skin of avocado.
  • FIG. 15C shows the relationship between the rate of change in the taste of avocado and the taste of avocado. As shown in FIGS. 15A-15C, as the cumulative respiratory volume of avocado increases, the rate of change decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiratory volume of the avocado at a certain point in time from the environmental index history information of the avocado, and obtains the estimated cumulative respiratory volume and the freshness change prediction information of the avocado. By collating, the freshness of avocado can be predicted.
  • Specific Example 11 shows an example in which the freshness prediction device 10 predicts the freshness of kiwi.
  • 16A and 16B are diagrams showing an example of the hardness change rate and the acidity change rate of kiwi.
  • FIG. 16A shows the relationship between the hardness change rate of kiwi and the hardness of kiwi.
  • FIG. 16B shows the relationship between the rate of change in the acidity of kiwi and the acidity of kiwi.
  • the rate of change decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the cumulative respiratory volume of kiwi at a certain point in time from the environmental index history information of kiwi, and obtains the estimated cumulative respiratory volume and the freshness change prediction information of kiwi. By collating, the freshness of kiwi can be predicted.
  • Specific Example 12 shows an example in which the freshness predicting device 10 predicts the freshness of green apples. There is a correlation between the cumulative respiratory volume of green apples and the rate of change in skin color of green apples.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the pericarp color change rate of green apples, and shows the relationship between the pericarp color change rate of green apples and the pericarp color of green apples. As shown in FIG. 17, as the cumulative respiratory volume of green apples increases, the rate of change decreases.
  • the freshness prediction device 10 estimates the integrated respiration volume of the green apple at a certain point in time from the environmental index history information of the green apple, and the estimated integrated respiration volume and the freshness change prediction of the green apple. By collating with the information, the freshness of green apples can be predicted.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of information displayed by the information processing apparatus 30.
  • the information shown in FIG. 18 is information on the freshness of strawberries predicted by the freshness predicting device 10.
  • the information processing device 30 displays the information on the freshness of the strawberry predicted by the freshness prediction device 10. ..
  • Reference numeral 301 is information indicating an image of the target fruit and vegetable, and in the example of FIG. 18, the image of the strawberry is displayed on the information processing apparatus 30.
  • Reference numeral 302 is information indicating the fruits and vegetables to be predicted for freshness, and is a strawberry in the example of FIG.
  • Reference numeral 303 is information indicating the production area of the target fruits and vegetables.
  • Reference numeral 304 is information indicating the freshness of the strawberry, which is the target fruit and vegetable.
  • Reference numeral 305 is information indicating the period until the expiration date of the target fruits and vegetables.
  • Reference numeral 306 is information indicating a prediction result regarding a predetermined freshness standard for the target fruit and vegetable, and in the example of FIG. 18, the prediction result of the sweetness, aroma, and acidity of the target fruit and vegetable is shown.
  • the freshness prediction device 10 can estimate the freshness information of strawberries and the period until the expiration date of strawberries based on the environmental index history information of the strawberries. Then, the freshness prediction device 10 can provide the information processing device 30 with the information on the predicted freshness of the strawberry, so that the consumer can be presented with the information on the freshness of the strawberry and the period until the expiration date of the strawberry.
  • the freshness prediction information output by the freshness prediction device 10 to the information processing device 30 may change with the passage of time. For example, when the environmental index history information of the target fruits and vegetables is updated, the freshness prediction device 10 recalculates the integrated respiration volume based on the updated environmental index history information, and updates the freshness prediction information based on the calculated integrated respiration volume. do. Then, the freshness prediction device 10 outputs the updated freshness prediction information to the information processing device 30.
  • the freshness prediction information in the freshness prediction device 10 may be updated based on the update of the environmental index history information of the target fruits and vegetables, or may be performed based on the operation on the information processing device 30, and may be performed at predetermined intervals. May be done at.
  • FIG. 18 shows information on the prediction results of sweetness, aroma, and acidity of the target fruits and vegetables, but the information provided by the freshness prediction device 10 is not limited to such an example.
  • the freshness predicting device 10 may also provide information on the appearance or texture of the target fruits and vegetables. Further, the freshness prediction device 10 may change the appearance of the target fruits and vegetables indicated by reference numeral 301 according to the freshness of the target fruits and vegetables.
  • FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a fruit and vegetable freshness prediction system using the information processing server according to the present embodiment.
  • the fruit and vegetable freshness prediction system includes an information processing server 1010, a storage device 1020, and an information processing device 1030.
  • the information processing server 1010, the storage device 1020, and the information processing device 30 are connected to each other by a network such as the Internet.
  • the information processing server 1010 is a server that predicts the freshness of fruits and vegetables.
  • the information processing server 1010 determines when the harvested fruits and vegetables are ready to eat, the information processing server 1010 makes a determination using an image in which the surface of the fruits and vegetables is captured. Specifically, the information processing server 1010 predicts the freshness of fruits and vegetables by inputting an image of the surface of fruits and vegetables into a machine learning model generated by machine learning. Machine learning models are generated for each type of fruit and vegetable.
  • the information processing server 1010 transmits information on the freshness of the fruits and vegetables predicted using the image obtained by capturing the surface of the fruits and vegetables to the information processing apparatus 1030.
  • the information processing apparatus 1030 displays information on the freshness of fruits and vegetables transmitted from the information processing server 1010.
  • the information processing server 1010 acquires and accumulates information on environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables while the fruits and vegetables are transported from the place of production to the place of consumption.
  • Environmental index history information regarding history may be further used.
  • the environmental index history information may be, for example, temperature history information obtained by acquiring and accumulating temperature information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the environmental index history information may also be, for example, humidity history information obtained by acquiring and accumulating humidity information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the information processing server 1010 may use the environmental index history for each type of fruits and vegetables when predicting the freshness of the harvested fruits and vegetables.
  • the storage device 1020 stores a machine learning model used for predicting the freshness of fruits and vegetables. Further, the storage device 1020 stores the environmental index history information and the freshness change prediction information. Further, the storage device 1020 may store image data used for predicting the freshness of fruits and vegetables.
  • the history information acquisition system 1021 is a system for acquiring environmental index history information of fruits and vegetables. The history information acquisition system 1021 is not limited to a specific configuration. For example, the history information acquisition system 21 periodically acquires temperature, humidity, and other environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables from the time the fruits and vegetables are harvested until they are lined up in the store, and retains the acquired environmental indicators as a history. It can be a configured system.
  • the storage device 20 acquires the environmental index history information of fruits and vegetables acquired by the history information acquisition system 1021 at an arbitrary timing.
  • the image acquisition system 1022 is a system that acquires an image of the surface of fruits and vegetables. Specifically, the image acquisition system 1022 is used in farms where fruits and vegetables are harvested, markets where fruits and vegetables are sold to retailers, retail stores where fruits and vegetables are displayed, refrigerators installed in the process of consumers, and the like. It is configured to acquire images of fruits and vegetables captured by the installed camera and send the acquired images to the storage device 1020. Each camera may be connected to a freshness prediction system via a network.
  • the information processing device 1030 is, for example, a device such as a personal computer or a smartphone.
  • the information processing device 1030 is a device used by a user who wants to know the freshness of fruits and vegetables.
  • the information processing apparatus 1030 has a function of displaying information generated and output by the information processing server 1010. By looking at the information displayed by the information processing apparatus 1030, the user can know the freshness of the fruits and vegetables before eating them.
  • the information processing server 1010 may store a machine learning model, environmental index history information, freshness change prediction information, and images of fruits and vegetables.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a hardware configuration of the information processing server 1010.
  • the information processing server 1010 has a CPU 1011, a ROM 1012, a RAM 1013, a storage 1014, an input unit 1015, a display unit 1016, and a communication interface (I / F) 1017. Each configuration is communicably connected to each other via bus 1019.
  • the CPU 1011 is a central arithmetic processing unit that executes various programs and controls each part. That is, the CPU 1011 reads the program from the ROM 1012 or the storage 1014, and executes the program using the RAM 1013 as a work area. The CPU 1011 controls each of the above configurations and performs various arithmetic processes according to the program recorded in the ROM 1012 or the storage 1014. In the present embodiment, the ROM 1012 or the storage 1014 stores a freshness prediction program for predicting the freshness of fruits and vegetables.
  • the ROM 1012 stores various programs and various data.
  • the RAM 1013 temporarily stores a program or data as a work area.
  • the storage 1014 is composed of a storage device such as an HDD, SSD, or flash memory, and stores various programs including an operating system and various data.
  • the input unit 1015 includes a pointing device such as a mouse and a keyboard, and is used for performing various inputs.
  • the display unit 1016 is, for example, a liquid crystal display and displays various information.
  • the display unit 1016 may adopt a touch panel method and function as an input unit 1015.
  • the communication interface 1017 is an interface for communicating with other devices such as the storage device 1020 and the information processing device 1030, and for example, standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI, and Wi-Fi (registered trademark) are used. ..
  • the information processing server 1010 When executing the above-mentioned freshness prediction program, the information processing server 1010 realizes various functions by using the above-mentioned hardware resources. The functional configuration realized by the information processing server 1010 will be described.
  • FIG. 21 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the information processing server 1010.
  • the information processing server 1010 has an acquisition unit 1101, a generation unit 1102, a transmission unit 1103, and a storage unit 1104 as functional configurations.
  • Each functional configuration is realized by the CPU 1011 reading and executing the freshness prediction program stored in the ROM 1012 or the storage 1014.
  • the acquisition unit 1101 acquires an external image of fruits and vegetables. Specifically, the acquisition unit 1101 acquires an image of the appearance of fruits and vegetables at the time of harvest, which is acquired in the production area where the fruits and vegetables are harvested. In addition, the acquisition unit 1101 acquires an image of the appearance of fruits and vegetables acquired during transportation from the production area to the consumption area where the fruits and vegetables are consumed.
  • the acquisition unit 1101 may acquire the appearance image stored in the storage device 1020.
  • the appearance image stored in the storage device 1020 is acquired by the image acquisition system 1022.
  • the acquisition unit 1101 may acquire the environmental index history information regarding the accumulated environmental index history by acquiring the information of the environmental index in the storage environment of fruits and vegetables during transportation from the production area to the consumption area.
  • the acquisition unit 1101 may acquire the environmental index history information from the storage device 1020.
  • the generation unit 1102 generates freshness prediction information, which is information regarding prediction of a change in freshness of the fruits and vegetables, based on the appearance image of the fruits and vegetables acquired by the acquisition unit 1101. Specifically, the generation unit 1102 analyzes the appearance image of fruits and vegetables and generates freshness prediction information based on the analysis result. The generation unit 1102 may determine the freshness prediction information of fruits and vegetables by, for example, a percentage. When the freshness prediction information of fruits and vegetables is generated at a percentage, the generation unit 1102 may determine between 0% and 100%, with 100% being the best freshness and 0% being the worst freshness. The generation unit 1102 analyzes the appearance image by using a machine learning model. Machine learning models are generated for each type of fruit and vegetable.
  • the generation unit 1102 predicts the freshness of the lettuce to be predicted by using a machine learning model for predicting the freshness of the lettuce.
  • the generation unit 1102 may generate the freshness prediction information of fruits and vegetables by using the environmental index history information of the fruits and vegetables in addition to the analysis result of the appearance image of the fruits and vegetables.
  • the generation unit 1102 may refer to the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the freshness change of fruits and vegetables. ..
  • the freshness prediction information generated by the generation unit 1102 may include, for example, the prediction result of the current freshness of the target fruit and vegetable and the prediction result of the future freshness.
  • the generation unit 1102 generates the freshness prediction information including the prediction result of the future freshness, it is desirable to use the environmental index history information of the fruits and vegetables.
  • the transmission unit 1103 transmits the freshness prediction information generated by the generation unit 1102 to an external device, for example, an information processing device 1030.
  • an information processing device 1030 receives the freshness prediction information
  • the user of the information processing device 1030 can know the predicted freshness information of the fruits and vegetables to be predicted.
  • the transmission unit 1103 may transmit alert information prompting the acquisition of an appearance image during transportation of fruits and vegetables.
  • the predetermined condition may be a change in the transportation status of the fruits and vegetables based on the information that can be traced to the fruits and vegetables.
  • Information that can trace fruits and vegetables can be obtained from the packaging material used for transporting fruits and vegetables, the IC tag attached to the individual packaging of fruits and vegetables, the two-dimensional bar code, etc., and the acquisition unit 1101 can obtain the fruits and vegetables from the IC tag. May get traceable information.
  • the transmission unit 1103 may transmit the alert information prompting the acquisition of the transportation appearance image of the fruits and vegetables to the information processing device 1030 used by the person in charge of the store. good. It is assumed that the association between the store and the person in charge and the association between the person in charge and the information processing device 1030 used by the person in charge are stored in the storage device 1020 in advance.
  • the transmission unit 1103 may transmit the alert information prompting the acquisition of the transporting appearance image of the fruits and vegetables to the information processing apparatus 1030 used by the purchaser when a predetermined time has passed since the fruits and vegetables were purchased. good. It is assumed that the association between the purchaser and the information processing device 1030 used by the purchaser is stored in the storage device 1020 in advance.
  • the storage unit 1104 stores the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history information for each type of fruit and vegetable and the freshness change of the fruit and vegetable.
  • the freshness change prediction information stored in the storage unit 1104 is used to generate the freshness prediction information by the generation unit 1102.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of environmental index history information and freshness change prediction information.
  • the ID column is a column for storing information for identifying fruits and vegetables.
  • the fruit and vegetable column is a column for storing information on fruits and vegetables of the ID.
  • the harvest date / time column is a column for storing the harvest date / time of the fruits and vegetables of the ID.
  • the environmental index history information column is a column for storing the environmental index history information of fruits and vegetables of the ID. In the environmental index history information column, a log of the environmental index history in the environment where fruits and vegetables are stored is stored.
  • the fruit and vegetable column is a column that stores information for identifying fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information column is a column for storing the freshness change prediction information of the fruit and vegetable.
  • the freshness change prediction information is information on the correlation between the history of environmental indicators and the freshness change of fruits and vegetables.
  • Freshness change prediction information is information on the correlation between the history of environmental indicators and changes in the freshness of fruits and vegetables. For example, there is a correlation between the amount of respiration of fruits and vegetables and the change in freshness of fruits and vegetables, and the amount of respiration of fruits and vegetables can be derived from the history of environmental indicators. Therefore, there is a correlation between the history of environmental indicators and changes in the freshness of fruits and vegetables.
  • Environmental indicators are not limited to temperature or humidity as long as they affect changes in the freshness of fruits and vegetables.
  • information on oxygen concentration and carbon dioxide concentration in the storage environment of fruits and vegetables may be used as an environmental index.
  • information on the illuminance in the storage environment of fruits and vegetables may be used as an environmental index.
  • a model (MM model) based on the Michaelis-Menten theory is used for calculating the respiratory volume of fruits and vegetables.
  • the change in the respiratory volume of fruits and vegetables due to the influence of temperature is modeled by the Arrhenius equation. Therefore, the O 2 consumption rate and the CO 2 production rate per unit mass of fruits and vegetables are determined by the O 2 concentration, the CO 2 concentration, and the temperature of the gas in the bag in which the fruits and vegetables are packaged.
  • a model based on Fick's first law and Henry's gas dissolution law is used for the gas permeation rate of the packaging material. Further, it is known that the gas permeability of the packaging material is also temperature-dependent, and in the present embodiment, the gas permeability of the packaging material is corrected by the Arrhenius equation.
  • FIG. 23 is a flowchart showing the flow of freshness prediction processing by the information processing server 1010.
  • the freshness prediction process is performed by the CPU 1011 reading the freshness prediction program from the ROM 1012 or the storage 1014, expanding it into the RAM 1013, and executing the program.
  • the CPU 1011 first acquires an image of fruits and vegetables (target fruits and vegetables) whose freshness is predicted (step S1101).
  • the image of the target fruits and vegetables may be captured by, for example, the information processing apparatus 1030, and is installed in the farm where the fruits and vegetables are harvested, the market where the fruits and vegetables are sold to the retailer, the retail store where the fruits and vegetables are displayed, and the process of the consumer.
  • An image pickup device installed in the refrigerator or the like may take an image.
  • the CPU 1011 analyzes the image of the target fruit and vegetable (step S1102).
  • the CPU 1011 analyzes the image by using the machine learning model generated in advance for each type of fruit and vegetable.
  • the CPU 1011 executes an analysis process using, for example, a feedforward neural network, a convolutional neural network, or another neural network.
  • the CPU 11 executes the analysis process for the image, the image may be decomposed into red, green, and blue, and then the analysis process for each color may be executed.
  • the CPU 1011 generates freshness prediction information by predicting the freshness of the target fruits and vegetables using the analysis result of the image of the target fruits and vegetables (step S1103).
  • the CPU 1011 may determine the freshness of the target fruits and vegetables, for example, by a percentage. When determining the freshness of the target fruits and vegetables by a percentage, the CPU 1011 may determine between 0% and 100%, with 100% being the freshest and 0% being the worst freshness.
  • the CPU 1011 may use the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history of the target fruits and vegetables and the freshness change of the fruits and vegetables, in addition to the analysis result of the image of the target fruits and vegetables.
  • the CPU 1011 transmits the generated freshness prediction information to an external device, for example, an information processing device 30 (step S1104).
  • the information processing server 1010 can predict the freshness of the target fruits and vegetables from the image of the target fruits and vegetables and provide the freshness prediction information to an external device.
  • the information provided by the information processing server 1010 and displayed on the information processing apparatus 1030 is illustrated.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of information displayed by the information processing apparatus 1030.
  • the information shown in FIG. 24 is information for encouraging the acquisition of images of fruits and vegetables.
  • Reference numeral 1311 is a notification sent from the information processing server 1010, which is a notification prompting the user to capture an image of the purchased lettuce.
  • the user of the information processing apparatus 1030 sees the notification displayed on the information processing apparatus 1030 and sees the notification. You can know that it is the shooting timing of the image of the appearance of the purchased lettuce.
  • the time to eat fruits and vegetables is the time when consumers are suitable for eating and cooking.
  • the time to eat can be determined from the taste, texture, aroma, content of nutrients and the like.
  • FIG. 25 is a diagram showing a schematic configuration of a fruit and vegetable eating time determination system using the determination device according to the present embodiment.
  • the fruit and vegetable eating time determination system includes a determination device 2010, a storage device 2020, and an information processing device 2030.
  • the determination device 2010, the storage device 2020, and the information processing device 2030 are connected to each other by a network such as the Internet.
  • the determination device 2010 is a device that determines when the harvested fruits and vegetables are ready to eat.
  • the fruits and vegetables whose eating time is determined are the fruits and vegetables that ripen.
  • ripening fruits and vegetables include bananas, mangoes, western pears, melons, kiwifruits, thighs, papayas, dorians, passion fruits, peaches, persimmons, yamamomo, grapefruits, plums, apricots, prunes, mangosteens, iyokan, ponkans, and nuts.
  • Hassaku Wenzhou oranges, avocado, bitter melon, tomatoes, pumpkins, and sweet potatoes.
  • the determination device 2010 makes a determination using an image in which the surface of the fruits and vegetables is captured. Specifically, the determination device 10 determines when to eat the fruits and vegetables by inputting an image of the surface of the fruits and vegetables into a machine learning model generated by machine learning. Machine learning models are generated for each type of fruit and vegetable.
  • the determination device 2010 transmits the determination information regarding the time to eat the fruits and vegetables, which is determined by using the image obtained by capturing the surface of the fruits and vegetables, to the information processing device 2030.
  • the information processing device 2030 displays the determination information regarding the time to eat the fruits and vegetables transmitted from the determination device 2010.
  • the determination device 2010 acquires and accumulates information on environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables while the fruits and vegetables are transported from the production area to the consumption area when the determination device 2010 determines when the harvested fruits and vegetables are ready to be eaten.
  • the environmental index history information regarding the above may be further used.
  • the environmental index history information may be, for example, temperature history information obtained by acquiring and accumulating temperature information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the environmental index history information may also be, for example, humidity history information obtained by acquiring and accumulating humidity information of the storage environment of fruits and vegetables.
  • the determination device 2010 may use the freshness change prediction information regarding the correlation between the environmental index history for each type of fruits and vegetables and the change in freshness of fruits and vegetables when determining the time to eat the harvested fruits and vegetables.
  • the fixed values of the temperature condition and the humidity condition described above may be, for example, predetermined general temperature conditions and humidity conditions for each item of fruits and vegetables.
  • the temperature and humidity conditions in the vegetable compartment of the refrigerator may be determined as fixed values of the temperature and humidity conditions.
  • the storage device 2020 stores a machine learning model used when determining when to eat fruits and vegetables. Further, the storage device 2020 stores the environmental index history information and the freshness change prediction information.
  • the history information acquisition system 2021 is a system for acquiring environmental index history information of fruits and vegetables.
  • the history information acquisition system 2021 is not limited to a specific configuration. For example, the history information acquisition system 2021 periodically acquires temperature, humidity and other environmental indicators in the storage environment of fruits and vegetables from the time the fruits and vegetables are harvested until they are lined up in stores, and retains the acquired environmental indicators as a history. It can be a configured system.
  • the storage device 2020 acquires the environmental index history information of fruits and vegetables acquired by the history information acquisition system 2021 at an arbitrary timing.
  • the information processing device 2030 is, for example, a device such as a personal computer or a smartphone.
  • the information processing device 2030 is a device used by a user who wants to know the result of whether or not fruits and vegetables are ready to eat.
  • the information processing device 2030 has a function of displaying the determination information generated and output by the determination device 2010. By looking at the determination information displayed by the information processing apparatus 2030, the user can know the appropriate time to eat the fruits and vegetables before eating them.
  • the determination device 2010 may store the machine learning model, the environmental index history information, and the freshness change prediction information.
  • FIG. 26 is a block diagram showing the hardware configuration of the determination device 2010.
  • the determination device 2010 includes a CPU 2011, a ROM 2012, a RAM 2013, a storage 2014, an input unit 2015, a display unit 2016, and a communication interface (I / F) 2017. Each configuration is communicably connected to each other via bus 2019.
  • the CPU 2011 is a central arithmetic processing unit that executes various programs and controls each part. That is, the CPU 2011 reads the program from the ROM 2012 or the storage 14, and executes the program using the RAM 2013 as a work area. The CPU 2011 controls each of the above configurations and performs various arithmetic processes according to the program recorded in the ROM 2012 or the storage 2014. In the present embodiment, the ROM 2012 or the storage 2014 stores a determination program for determining when to eat fruits and vegetables.
  • the ROM 2012 stores various programs and various data.
  • the RAM 2013 temporarily stores a program or data as a work area.
  • the storage 2014 is composed of a storage device such as an HDD, SSD, or flash memory, and stores various programs including an operating system and various data.
  • the input unit 2015 includes a pointing device such as a mouse and a keyboard, and is used for performing various inputs.
  • the display unit 2016 is, for example, a liquid crystal display and displays various information.
  • the display unit 2016 may adopt a touch panel method and function as an input unit 2015.
  • the communication interface 2017 is an interface for communicating with other devices such as the storage device 2020 and the information processing device 2030, and is used by standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI, and Wi-Fi (registered trademark). Be done.
  • the determination device 2010 When executing the above-mentioned determination program, the determination device 2010 realizes various functions by using the above-mentioned hardware resources. The functional configuration realized by the determination device 2010 will be described.
  • FIG. 27 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the determination device 2010.
  • the determination device 2010 has an image analysis unit 2101, a determination unit 2102, a learning unit 2103, an output unit 2104, a prediction unit 2105, and a storage unit 2106 as functional configurations.
  • Each functional configuration is realized by the CPU 2011 reading and executing the determination program stored in the ROM 2012 or the storage 2014.
  • the image analysis unit 2101 executes an analysis process on the image in which the surface of the fruit or vegetable to be determined is captured.
  • the image analysis unit 2101 analyzes an image using a machine learning model generated in advance when executing the analysis process.
  • the image analysis unit 2101 executes an analysis process using, for example, a feedforward neural network, a convolutional neural network, or another neural network.
  • the image analysis unit 101 executes the analysis process for the image
  • the image may be decomposed into red, green, and blue, and then the analysis process for each color may be executed.
  • the determination unit 2102 determines when to eat the fruits and vegetables to be determined by using the result of the analysis process by the image analysis unit 2101.
  • the determination unit 2102 may determine when to eat fruits and vegetables, for example, as a percentage.
  • the determination unit 2102 may determine between 0% and 100%, with the best eating time as 100% and the worst eating time as 0%.
  • the learning unit 2103 learns the machine learning model used by the image analysis unit 2101 for analysis by using the determination result of the determination unit 2102.
  • the learning unit 2103 can improve the analysis accuracy using the machine learning model by learning the machine learning model using the determination result of the determination unit 2102.
  • the learning unit 2103 may learn the machine learning model only when the determination result of the determination unit 2102 is incorrect.
  • the output unit 2104 uses the environmental index history information regarding the environmental index history accumulated by acquiring the information of the environmental index in the storage environment of the fruits and vegetables during the transportation from the production area where the fruits and vegetables are harvested to the consumption area, and the freshness of the fruits and vegetables. Output change prediction information. Specifically, the output unit 2104 predicts the environmental index at the time when the determination of the time to eat is performed from the environmental index history information of the fruits and vegetables to be determined, and outputs the predicted result as the freshness change prediction information of the fruits and vegetables.
  • the environmental index history information is stored in, for example, a storage device 2020.
  • the output unit 2104 may output the freshness change prediction information from the environmental index history information by using a feedforward neural network.
  • the determination unit 2102 may determine the time to eat the fruits and vegetables based on the freshness change prediction information in addition to the analysis result by the image analysis unit 2101.
  • the determination unit 2102 may use at least one of the integrated oxygen consumption amount, the integrated carbon dioxide emission amount, and the integrated relative humidity of fruits and vegetables as the freshness change prediction information.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of environmental index history information and freshness change prediction information.
  • the ID column is a column for storing information for identifying fruits and vegetables.
  • the fruit and vegetable column is a column for storing information on fruits and vegetables of the ID.
  • the harvest date / time column is a column for storing the harvest date / time of the fruits and vegetables of the ID.
  • the environmental index history information column is a column for storing the environmental index history information of fruits and vegetables of the ID. In the environmental index history information column, a log of the environmental index history in the environment where fruits and vegetables are stored is stored.
  • the fruit and vegetable column is a column that stores information for identifying fruits and vegetables.
  • the freshness change prediction information column is a column for storing the freshness change prediction information of the fruit and vegetable.
  • the freshness change prediction information is information on the correlation between the history of environmental indicators and the freshness change of fruits and vegetables.
  • Freshness change prediction information is information on the correlation between the history of environmental indicators and changes in the freshness of fruits and vegetables. For example, there is a correlation between the amount of respiration of fruits and vegetables and the change in freshness of fruits and vegetables, and the amount of respiration of fruits and vegetables can be derived from the history of environmental indicators. Therefore, there is a correlation between the history of environmental indicators and changes in the freshness of fruits and vegetables.
  • Environmental indicators are not limited to temperature or humidity as long as they affect changes in the freshness of fruits and vegetables.
  • information on oxygen concentration and carbon dioxide concentration in the storage environment of fruits and vegetables may be used as an environmental index.
  • information on the illuminance in the storage environment of fruits and vegetables may be used as an environmental index.
  • a model (MM model) based on the Michaelis-Menten theory is used for calculating the respiratory volume of fruits and vegetables.
  • the change in the respiratory volume of fruits and vegetables due to the influence of temperature is modeled by the Arrhenius equation. Therefore, the O 2 consumption rate and the CO 2 production rate per unit mass of fruits and vegetables are determined by the O 2 concentration, the CO 2 concentration, and the temperature of the gas in the bag in which the fruits and vegetables are packaged.
  • a model based on Fick's first law and Henry's gas dissolution law is used for the gas permeation rate of the packaging material. Further, it is known that the gas permeability of the packaging material is also temperature-dependent, and in the present embodiment, the gas permeability of the packaging material is corrected by the Arrhenius equation.
  • the prediction unit 2105 predicts time-series data regarding the time to eat fruits and vegetables from a predetermined time point to a future time point based on the environmental index history information and the freshness change prediction information output by the output unit 2104. In addition, the prediction unit 2105 predicts a specific time when the fruits and vegetables will be eaten (for example, a time when it becomes 100%) based on the environmental index history information and the freshness change prediction information output by the output unit 2104, or a specific future. You may predict the time to eat at the time of eating by a percentage. The prediction unit 2105 may predict a specific time to eat fruits and vegetables by means of an artificial recurrent neural network. The specific time to eat may be specified by the user.
  • the user may select a favorite image from each image of different ripening states of fruits and vegetables, and specify the selected image as 100% eating time. Further, the user may freely select the taste, nutrients, texture, aroma and the like as he / she likes. For example, the degree of sweetness and sourness may be specified by the user as a percentage, or may be specified by the user by evaluation using the number of stars or the like.
  • the user may select from a model case of fruits and vegetables. For example, the user may select from model kale such as very sweet and soft, hard with a refreshing taste, and so on. Furthermore, it may be possible to refer to the taste of taste or the time of eating suitable for cooking, which has been stored in the past.
  • the storage unit 2106 stores information about the time to eat specified by the user in the storage 2014.
  • the information regarding the time of eating specified by the user is, for example, the information given in the above-mentioned example of specifying the time of eating by the user, but is not limited to the above-mentioned example.
  • the determination device 2010 Since the determination device 2010 has the functional configuration shown in FIG. 27, it is possible to determine when to eat the fruits and vegetables using a machine learning model from the images captured by the fruits and vegetables. Further, the determination device 2010 can improve the accuracy of the determination by learning the machine learning model used for the determination by using the determination result of the time when the fruits and vegetables are eaten.
  • the determination device 2010 uses the freshness change prediction information of fruits and vegetables output from the environmental index history information in addition to the image of the fruits and vegetables of the fruits and vegetables. It is possible to determine when to eat.
  • FIG. 29 is a flowchart showing the flow of the determination process of when the fruits and vegetables are ready to be eaten by the determination device 2010.
  • the CPU 2011 reads the determination program from the ROM 2012 or the storage 2014, expands the determination program into the RAM 2013, and executes the determination program to perform the determination process of when the fruits and vegetables are ready to be eaten.
  • the CPU 2011 first acquires an image of fruits and vegetables (target fruits and vegetables) to be determined when it is ready to eat (step S2101).
  • the image of the target fruits and vegetables may be captured by, for example, the information processing apparatus 2030, or may be captured by an imaging device installed in a store where the target fruits and vegetables are displayed.
  • the CPU 2011 analyzes the image of the target fruit and vegetable (step S2102).
  • the CPU 2011 analyzes the image by using the machine learning model generated in advance for each type of fruit and vegetable.
  • the CPU 2011 executes an analysis process using, for example, a feedforward neural network, a convolutional neural network, or another neural network.
  • the CPU 2011 executes the analysis process for the image, the image may be decomposed into red, green, and blue, and then the analysis process for each color may be executed.
  • the CPU 2011 determines when to eat the target fruits and vegetables using the analysis result of the image (step S2103).
  • the CPU 2011 may determine when to eat fruits and vegetables, for example, by a percentage.
  • the CPU 11 may determine between 0% and 100%, with the best eating time as 100% and the worst eating time as 0%.
  • the CPU 2011 learns the machine learning model used for image analysis using the determination result (step S2104).
  • the CPU 2011 can improve the analysis accuracy using the machine learning model by learning the machine learning model using the determination result.
  • the determination device 2010 can determine when to eat the fruits and vegetables from the captured image of the fruits and vegetables using a machine learning model. Further, the determination device 2010 can improve the accuracy of the determination by learning the machine learning model used for the determination by using the determination result of the time when the fruits and vegetables are eaten.
  • Specific example 1 In Specific Example 1, an example in which the determination device 2010 determines when the banana is ready to eat will be described. Bananas are ripening fruits and vegetables whose appearance changes over time even after being harvested. Bananas are harvested when they turn pale green in appearance, but at this point they are not ready to eat. Bananas, which were pale green in appearance, gradually turn yellow over time. The best time to eat bananas is when black spots called sugar spots occur and the shaft remains yellow.
  • the banana image is associated with the result of the four-step freshness evaluation and created into a database. Then, the causal relationship between the image by deep learning and the freshness result is interpreted and learned. Also, if necessary, check the accuracy of the machine learning model and improve the parameters.
  • FIG. 30 is a diagram showing an outline of determination of banana eating time using a convolutional neural network.
  • images of the appearance of four bananas are combined to form an image of 1000 pixels in width and 500 pixels in height.
  • a machine learning model that can determine when to eat a banana from an image is generated in advance.
  • the convolutional neural network used in the present embodiment is a neural network in which the number of filters of the first convolutional layer is 16, the number of filters of the second convolutional layer is 32, and the number of filters of the last convolutional layer is 64.
  • the generated machine learning model is stored in, for example, a storage device 2020.
  • the determination device 2010 can determine the time to eat the banana from the image of the appearance of the banana by using a machine learning model for determining the time to eat the banana from the image of the appearance of the banana.
  • the determination device 2010 may use freshness change prediction information output from the environmental index history information of the banana, in addition to the machine learning model by the convolutional neural network that determines when the banana is eaten from the image of the appearance of the banana. By using the freshness change prediction information in addition to the machine learning model, the determination device 2010 can accurately determine the eating time of the banana as compared with the case where only the machine learning model is used.
  • FIG. 31 is a graph showing the relationship between the cumulative carbon dioxide respiration volume, which is one of the historical information of the environmental index of banana, and the total sugar content of banana. As shown in FIG. 31, there is a correlation between the cumulative carbon dioxide respiration rate of banana and the total sugar content.
  • the total saccharide content decreases as the cumulative carbon dioxide respiration increases, but when the cumulative carbon dioxide respiration reaches approximately 8000 ml / kg, the total saccharide content begins to increase as the cumulative carbon dioxide respiration increases. ..
  • the peak after the total sugar content starts to rise is the timing when the banana is about to be eaten at 100%.
  • the determination device 2010 can be compared with the case where only the machine learning model is used, and the banana's eating time is good. Can be accurately determined.
  • FIG. 32 is a diagram showing an outline of determination of banana eating time using a convolutional neural network and freshness change prediction information.
  • the eating time of a banana is determined by combining the determination result of the eating time from the image of the appearance of the banana using the convolutional neural network and the determination result of the eating time estimated from the same banana freshness change prediction information. An example is shown.
  • the integrated oxygen respiration amount, the integrated carbon dioxide respiration amount, and the integrated relative humidity are used as the freshness change prediction information.
  • the determination device 2010 inputs the freshness change prediction information of the banana to be determined to a feedforward neural network, for example, a Multilayer perceptron (MLP).
  • MLP Multilayer perceptron
  • FIG. 33 is a diagram showing an example of a data set for generating a machine learning model used for determining when to eat a banana using freshness change prediction information.
  • the data from No. 1 to No. 23 are shown, and it is said that the machine learning model was generated from the data excluding No. 1, No. 9, No. 10, No. 12, No. 16, and No. 17. do. That is, it is assumed that a machine learning model is generated using about three-quarters of the data in the data set.
  • a machine learning model of a convolutional neural network is separately generated using images of the appearance of bananas corresponding to the data of FIG. 33, respectively.
  • the data used to generate the learning model is not limited to that shown in FIG. 33.
  • the determination device 2010 determines when to eat the banana to be determined by combining the processing result by the convolutional neural network and the processing result by the multi-layer perceptron.
  • FIG. 34 is a diagram showing the result of eating time determination when the determination device 2010 processes the data shown in FIG. 33 with a convolutional neural network and a multi-layer perceptron.
  • "Prediction” is the result of processing by the convolutional neural network and the multi-layer perceptron by the determination device 2010, and "actual” is the actual eating value in the data set shown in FIG. 33.
  • the determination device 2010 can determine the time to eat the banana without significantly deviating from the actual value.
  • Specific example 2 In Specific Example 2, an example in which the determination device 2010 determines when the avocado is ready to eat will be described.
  • avocados like bananas, are ripening fruits and vegetables whose appearance changes over time after being harvested. However, compared to bananas, avocados are less noticeable in appearance over time. And, avocado may not know when to eat until it is cut, and even if it is cut, it may still be hard, or if it is cut, discoloration may progress and it may be past the optimum time to eat.
  • the determination device 2010 may determine the time to eat using only the image of the appearance of the avocado, but determines the time to eat using the freshness change prediction information in addition to the image of the appearance. For fruits and vegetables such as avocado, whose appearance does not change significantly over time, it is effective to use freshness change prediction information in addition to the appearance image to determine when to eat.
  • FIG. 35 is a graph showing the relationship between the accumulated carbon dioxide respiration volume, which is one of the avocado's environmental index history information, the hardness of the avocado, the L-glutamic acid content of the avocado, and the time to eat the avocado.
  • the index of the time to eat avocado shall be obtained from the result of actually cutting the avocado and checking it. From the graph shown in FIG. 35, the cumulative carbon dioxide respiration volume at which the avocado is eaten at its peak is approximately 8000 ml / kg.
  • the determination device 2010 can use the avocado's eating time as compared with the case where only the machine learning model is used. Can be accurately determined.
  • the determination device 2010 estimates the cumulative respiration volume of the avocado at a certain point in time from the avocado's environmental index history information, and collates the estimated cumulative respiration volume with the avocado freshness change prediction information to obtain the hardness of the avocado. , Peel color, and how much the taste has changed can be predicted. Then, the determination device 10 can determine when to eat the avocado by using the prediction result of the change in the hardness, the skin color, and the taste of the avocado.
  • FIG. 36 is a diagram showing an example of a data set for generating a machine learning model used for determining when to eat avocado using freshness change prediction information.
  • the data from No. 1 to No. 12 are shown, and it is assumed that the machine learning model is generated from the data excluding No. 4 and No. 6 among them.
  • a machine learning model of a convolutional neural network is separately generated using images of the appearance of the avocado corresponding to the data of FIG. 36, respectively.
  • the data used to generate the learning model is not limited to that shown in FIG.
  • the determination device 2010 determines when to eat the avocado to be determined by combining the processing result by the convolutional neural network and the processing result by the multi-layer perceptron. As a result, the determination device 2010 can determine when to eat the avocado by using the image of the appearance of the avocado and the freshness change prediction information of the avocado.
  • bananas and avocados were mentioned as ripening fruits and vegetables, but the present disclosure is not limited to such examples.
  • the determination device 2010 can similarly determine when the fruits and vegetables are ready to eat using a convolutional neural network.
  • the consumer can determine when to eat the fruits and vegetables by analyzing the image of the appearance of the harvested fruits and vegetables using the machine learning model generated for each fruit and vegetable. It is possible to provide a determination device 2010 that can make a determination before the person says it. Further, according to the embodiment of the present disclosure, by using the freshness change prediction information obtained from the environmental index history information of the fruits and vegetables in addition to the image of the appearance of the harvested fruits and vegetables, the eating time of the fruits and vegetables can be determined more accurately.
  • the determination device 2010 can be provided.
  • various processors other than the CPU may execute the freshness prediction process executed by the CPU reading the software (program) in each of the above embodiments.
  • a processor in this case a PLD (Programmable Logic Device) whose circuit configuration can be changed after manufacturing an FPGA (Field-Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like for specifying an ASIC.
  • An example is a dedicated electric circuit or the like, which is a processor having a circuit configuration designed exclusively for it.
  • the freshness prediction process may be executed by one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs and a combination of a CPU and an FPGA). Etc.).
  • the hardware-like structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
  • the mode in which the freshness prediction processing program is stored (installed) in the ROM or the storage in advance has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the program is recorded on a non-temporary medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versaille Disk Online Memory), and a USB (Universal Serial Bus) memory. It may be provided in the form. Further, the program may be downloaded from an external device via a network.
  • Freshness prediction device 10 Freshness prediction device 20 Storage device 30 Information processing device

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Abstract

青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び前記青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を記憶する記憶部101と、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する出力部103と、を備える、鮮度予測装置10が提供される。

Description

鮮度予測装置、鮮度予測方法、鮮度予測プログラム、及びデータ構造
 本開示は、鮮度予測装置、鮮度予測方法、鮮度予測プログラム、及びデータ構造に関する。
 従来、食品に付したICタグ等によって、賞味期限又は消費期限といった食品の鮮度に関わる情報を管理する技術がある。例えば、特許文献1には、食品に付したRFID(Radio Frequency Identification)タグを読み取ることでユーザの自宅の冷蔵庫に収納されている食品と、当該食品の賞味期限とを特定し、賞味期限が短い食品を使ったレシピ情報を出力する食品購入管理支援システム等が開示されている。
特開2008-242911号公報
 特許文献1に係る発明は、食品ごとに予め設定した賞味期限に従って鮮度を管理するものであり、収穫された青果物の鮮度の変化を予測するものではない。
 本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、収穫された青果物の鮮度の変化を予測する鮮度予測装置、鮮度予測方法、鮮度予測プログラム、及びデータ構造を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本開示に係る鮮度予測装置は、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び前記青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を記憶する記憶部と、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する出力部と、を備える。
 前記記憶部は、前記環境指標履歴情報として、前記保管環境の温度情報を取得して蓄積した温度履歴情報を蓄積し、前記出力部は、前記温度履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力してもよい。
 前記温度履歴情報は、前記保管環境における温度の実績値と、前記保管環境において予め定められた温度条件の固定値と、を合計したものであってもよい。
 前記記憶部は、前記環境指標履歴情報として、前記保管環境の湿度情報を取得して蓄積した湿度履歴情報を蓄積し、前記出力部は、前記湿度履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力してもよい。
 前記湿度履歴情報は、前記保管環境における湿度の実績値と、前記保管環境において予め定められた湿度条件の固定値と、を合計したものであってもよい。
 前記鮮度変化予測情報は、前記青果物の収穫時期及び収穫地の情報を含んでもよい。
 前記鮮度変化予測情報は、対象となる前記青果物の外観、甘味、酸味、香り又は食感の少なくともいずれかの変化に応じて更新されてもよい。
 前記鮮度変化予測情報は、対象となる前記青果物の積算呼吸量に基づいて更新されてもよい。
 前記鮮度変化予測情報は、前記青果物を包装する包装材の材質、特性、厚さ、又は形態の少なくともいずれかの情報を含んでもよい。
 前記鮮度変化予測情報は、前記青果物の保管環境における酸素濃度又は二酸化炭素濃度の変化に関する情報を含んでもよい。
 前記出力部は、前記鮮度予測情報として、前記環境指標履歴と、前記鮮度変化予測情報に関して予め与えられている青果物に関する鮮度基準とを照合して比較した可視化データを出力してもよい。
 前記鮮度基準は、前記青果物の食べ頃に関する情報、消費者が前記青果物を購入してから消費するまでの推奨期間、前記青果物の外観、味、匂い、硬度、成分、食感又は重量の少なくともいずれかについて予測される情報を含んでもよい。
 前記記憶部は、前記青果物が収穫された産地において取得された前記青果物の収穫時外観画像と、前記産地から前記青果物が消費される消費地まで輸送される間において取得された前記青果物の輸送中外観画像と、を記憶し、前記環境指標履歴情報と、前記収穫時外観画像と、前記輸送中外観画像とを蓄積し、前記出力部は、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力してもよい。
 前記記憶部は、前記収穫時外観画像及び前記輸送中外観画像を、前記青果物が前記産地から前記消費地まで輸送される間において用いられる端末から取得してもよい。
 前記出力部は、所定の条件を満たした場合に、前記青果物の輸送中外観画像の取得を促すアラート情報を送信してもよい。
 前記所定の条件は、前記青果物を追跡可能な情報に基づいて、前記青果物の輸送状況に変化が生じたことであってもよい。
 機械学習モデルを用いて、前記青果物の外観が撮像された画像に対する分析処理を実行する画像分析部と、前記分析処理の結果に基づいて前記青果物の食べ頃を判定する判定部と、前記判定部の判定結果を用いて、深層学習によって前記機械学習モデルを学習する学習部と、をさらに備え、前記出力部は、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力してもよい。
 前記画像分析部は、順伝播型ニューラルネットワークを用いて前記分析処理を実行してもよい。
 前記画像分析部は、畳み込みニューラルネットワークを用いて前記分析処理を実行してもよい。
 前記画像分析部は、前記画像を赤、緑、青に分解した上で前記分析処理を実行してもよい。
 前記判定部は、前記分析処理の結果及び前記鮮度変化予測情報に基づいて前記青果物の食べ頃を判定してもよい。
 前記出力部は、順伝播型ニューラルネットワークによって、前記環境指標履歴情報を用いて前記鮮度変化予測情報を出力してもよい。
 前記判定部は、前記鮮度変化予測情報として前記青果物の積算酸素消費量、積算二酸化炭素排出量、積算相対湿度の少なくともいずれかを用いて前記青果物の食べ頃を判定してもよい。
 前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいて、所定の時点から将来の時点に至るまでの前記青果物の食べ頃に関する時系列データを予測する予測部をさらに備えてもよい。
 前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいて、前記青果物の特定の食べ頃となる時点を予測する予測部をさらに備えてもよい。
 前記予測部は、人工回帰型ニューラルネットワークによって、前記青果物の特定の食べ頃となる時点を予測してもよい。
 前記青果物は追熟する青果物であってもよい。
 また、上記目的を達成するために、本開示に係る鮮度予測方法は、コンピュータによって、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報が出力される。
 また、上記目的を達成するために、本開示に係る鮮度予測プログラムは、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する処理をコンピュータに実行させる。
 また、上記目的を達成するために、本開示に係るデータ構造は、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報と、前記青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報と、を含み、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいて前記青果物に係る鮮度予測情報が出力される。
 本開示によれば、青果物の環境指標履歴情報と、青果物の鮮度変化予測情報とに基づいて、収穫された青果物の鮮度の変化を予測する鮮度予測装置、鮮度予測方法、鮮度予測プログラム、及びデータ構造を提供することができる。
本実施形態に係る鮮度予測システムの概略構成を示す図である。 鮮度予測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 鮮度予測装置の機能構成の例を示すブロック図である。 鮮度予測装置による鮮度予測処理の流れを示すフローチャートである。 鮮度予測装置による鮮度予測処理の流れを示すフローチャートである。 イチゴの正常率の変化率の例を示す図である。 イチゴの硬度変化率の例を示す図である。 イチゴの酸味変化率の例を示す図である。 イチゴの香りの変化率の例を示す図である。 サラダ菜の正常率の例を示す図である。 サラダ菜の硬度変化率の例を示す図である。 サラダ菜の酸味変化率の例を示す図である。 サラダ菜の香りの変化率の例を示す図である。 バナナの正常率の例を示す図である。 バナナの硬度変化率の例を示す図である。 バナナの酸味変化率の例を示す図である。 バナナの香りの変化率の例を示す図である。 ブロッコリーのビタミンC含有率の例を示す図である。 ブロッコリーのβ-カロテン含有率の例を示す図である。 ブロッコリーのクロロフィル含有率の例を示す図である。 ブロッコリーの味変化率の例を示す図である。 きゅうりの外観変化率の例を示す図である。 きゅうりのビタミンC含有率の例を示す図である。 きゅうりの匂い変化率の例を示す図である。 きゅうりの味変化率の例を示す図である。 しめじの外観変化率の例を示す図である。 しめじの硬度変化率の例を示す図である。 しめじの味変化率の例を示す図である。 ミニトマトの味変化率の例を示す図である。 ミニトマトの外観変化率の例を示す図である。 ミニトマトの糖分含有率の例を示す図である。 ミニトマトのリコピン含有率の例を示す図である。 丸トマトの外観変化率例を示す図である。 丸トマトのビタミンC含有率の例を示す図である。 丸トマトのリコピン含有率の例を示す図である。 丸トマトの味変化率の例を示す図である。 温州みかんの重量変化率の例を示す図である。 温州みかんのクエン酸含有率の例を示す図である。 温州みかんのビタミンC含有率の例を示す図である。 温州みかんのβ-クリプトキサンチン含有率の例を示す図である。 アボカドの硬度変化率の例を示す図である。 アボカドの果皮色変化率の例を示す図である。 アボカドの味変化率の例を示す図である。 キウイの硬度変化率の例を示す図である。 キウイの硬度変化率の例を示す図である。 青りんごの果皮色変化率の例を示す。 情報処理装置が表示する情報を例示する図である。 開示の技術の実施形態に係る情報処理サーバを用いた青果物の鮮度予測システムの概略構成を示す図である。 情報処理サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。 情報処理サーバの機能構成の例を示すブロック図である。 環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報の例を示す図である。 情報処理サーバによる鮮度予測処理の流れを示すフローチャートである。 情報処理装置が表示する情報の例を示す図である。 開示の技術の実施形態に係る判定装置を用いた青果物の食べ頃判定システムの概略構成を示す図である。 判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 判定装置の機能構成の例を示すブロック図である。 環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報の例を示す図である。 判定装置による青果物の食べ頃の判定処理の流れを示すフローチャートである。 畳み込みニューラルネットワークを用いたバナナの食べ頃の判定の概要を示す図である。 バナナの環境指標履歴情報の一つである積算二酸化炭素呼吸量と、バナナの全糖類含有量との関係を示したグラフである。 畳み込みニューラルネットワーク及び鮮度変化予測情報を用いたバナナの食べ頃の判定の概要を示す図である。 鮮度変化予測情報を用いたバナナの食べ頃の判定に用いる機械学習モデルを生成するためのデータセットの一例を示す図である。 図33に示したデータを、判定装置が畳み込みニューラルネットワーク及び多層パーセプトロンで処理させた場合の食べ頃判定の結果を示す図である。 アボカドの環境指標履歴情報の一つである積算二酸化炭素呼吸量と、アボカドの硬度、アボカドのL-グルタミン酸含有量、アボカドの食べ頃との関係を示したグラフである。 鮮度変化予測情報を用いたアボカドの食べ頃の判定に用いる機械学習モデルを生成するためのデータセットの一例を示す図である。
 以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
(第1実施形態)
 図1は、本実施形態に係る鮮度予測システムの概略構成を示す図である。
 本実施形態に係る鮮度予測システムは、鮮度予測装置10、記憶装置20、及び情報処理装置30からなる。鮮度予測装置10、記憶装置20、及び情報処理装置30は、インターネット等のネットワークで相互に接続される。
 鮮度予測装置10は、収穫された青果物の鮮度を予測する装置である。鮮度予測装置10は、青果物の鮮度を予測する際に、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報を用いる。また、鮮度予測装置10は、青果物の種類毎の環境指標履歴と、青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を用いる。
 環境指標履歴情報は、例えば、青果物の保管環境の温度情報を取得して蓄積した温度履歴情報であってもよい。環境指標履歴情報は、また例えば、青果物の保管環境の湿度情報を取得して蓄積した湿度履歴情報であってもよい。
 そして、鮮度予測装置10は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報に基づいた青果物に係る鮮度予測情報を生成し、生成した鮮度予測情報を出力する。鮮度予測装置10が出力した鮮度予測情報は、情報処理装置30で表示される。
 記憶装置20は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を記憶する。履歴情報取得システム21は、青果物の環境指標履歴情報を取得するシステムである。履歴情報取得システム21は特定の構成に限定されない。例えば履歴情報取得システム21は、青果物が収穫されてから店頭に並ぶまでの、青果物の保管環境における温度、湿度その他の環境指標を定期的に取得して、取得した環境指標を履歴として保持するよう構成されたシステムであり得る。記憶装置20は、履歴情報取得システム21が取得した青果物の環境指標履歴情報を任意のタイミングで取得する。
 情報処理装置30は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン等の装置である。情報処理装置30は、青果物の鮮度予測の結果を知りたいユーザが使用する装置である。情報処理装置30は、鮮度予測装置10が生成して出力した鮮度予測情報を表示する機能を有する。ユーザは、情報処理装置30が表示した鮮度予測情報を見ることで、青果物の適切な消費時期を知ることができる。
 本実施形態に係る鮮度予測装置10は、青果物が収穫されてからの鮮度の変化を予測し、情報処理装置30へ出力することで、消費者に青果物の適切な消費時期の情報を提供することができる。
 なお、図1に示した鮮度予測システムの概略構成では記憶装置20を含んでいたが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。鮮度予測装置10が、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を記憶していてもよい。
 図2は、鮮度予測装置10のハードウェア構成を示すブロック図である。
 図2に示すように、鮮度予測装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、ストレージ14、入力部15、表示部16及び通信インタフェース(I/F)17を有する。各構成は、バス19を介して相互に通信可能に接続されている。
 CPU11は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU11は、ROM12またはストレージ14からプログラムを読み出し、RAM13を作業領域としてプログラムを実行する。CPU11は、ROM12またはストレージ14に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。本実施形態では、ROM12またはストレージ14には、青果物の鮮度を予測する鮮度予測装置プログラムが格納されている。
 ROM12は、各種プログラムおよび各種データを格納する。RAM13は、作業領域として一時的にプログラムまたはデータを記憶する。ストレージ14は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)またはフラッシュメモリ等の記憶装置により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、および各種データを格納する。
 入力部15は、マウス等のポインティングデバイス、およびキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
 表示部16は、たとえば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部16は、タッチパネル方式を採用して、入力部15として機能しても良い。
 通信インタフェース17は、記憶装置20、及び情報処理装置30等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット(登録商標)、FDDI、Wi-Fi(登録商標)等の規格が用いられる。
 上記の鮮度予測プログラムを実行する際に、鮮度予測装置10は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。鮮度予測装置10が実現する機能構成について説明する。
 図3は、鮮度予測装置10の機能構成の例を示すブロック図である。
 図3に示すように、鮮度予測装置10は、機能構成として、記憶部101、生成部102及び出力部103を有する。各機能構成は、CPU11がROM12またはストレージ14に記憶された鮮度予測プログラムを読み出し、実行することにより実現される。
 記憶部101は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を記憶する。なお、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報は、図1に示した記憶装置20に記憶されていてもよい。
 図4は、記憶部101が記憶する環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報の例を示す図である。環境指標履歴情報201の各列を説明する。ID列は、青果物を識別する情報を格納する列である。青果物列は、当該IDの青果物の情報を格納する列である。収穫日時列は、当該IDの青果物の収穫日時を格納する列である。環境指標履歴情報列は、当該IDの青果物の環境指標履歴情報を格納する列である。環境指標履歴情報列には、青果物が保管されている環境における環境指標履歴のログが格納されている。
 鮮度変化予測情報202の各列を説明する。青果物列は、青果物を識別する情報を格納する列である。鮮度変化予測情報列は、当該青果物の鮮度変化予測情報を格納する列である。鮮度変化予測情報は、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。
 生成部102は、鮮度予測情報の生成対象の青果物(対象青果物)の情報を取得すると、当該青果物の環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報に基づき、対象青果物に係る鮮度予測情報を生成する。環境指標履歴情報は、例えば、青果物の保管環境の温度情報を取得して記憶部101に蓄積した温度履歴情報であってもよい。温度履歴情報は、青果物の保管環境における温度の実績値と、上記保管環境において予め定められた温度条件の固定値と、を合計したものであってもよい。環境指標履歴情報は、また例えば、青果物の保管環境の湿度情報を取得して記憶部101に蓄積した湿度履歴情報であってもよい。湿度履歴情報は、青果物の保管環境における湿度の実績値と、上記保管環境において予め定められた湿度条件の固定値と、を合計したものであってもよい。
 環境指標は、青果物の鮮度の変化に影響を及ぼすものであれば、温度又は湿度に限定されるものではない。例えば、環境指標として、青果物の保管環境における酸素濃度及び二酸化炭素濃度の情報が用いられてもよい。また例えば、環境指標として、青果物の保管環境における照度の情報が用いられてもよい。
 生成部102は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を所定のモデル式に当てはめることで、対象青果物に係る鮮度予測情報を生成してもよい。生成部102は、対象青果物に係る鮮度予測情報を、百分率で生成してもよい。
 上述した温度条件及び湿度条件の固定値は、例えば、予め決められた、青果物の品目ごとの一般的な温度条件及び湿度条件であってもよい。例えば、キャベツ及びレタス等の、消費者宅において冷蔵庫で保存されることが想定される青果物は、冷蔵庫の野菜室における温度条件及び湿度条件が、温度条件及び湿度条件の固定値として決定されてもよい。
 鮮度変化予測情報は、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。例えば、青果物の呼吸量と、青果物の鮮度変化との間には相関があり、青果物の呼吸量は、環境指標履歴から導出できる。従って、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との間には相関があることになる。例えば、青果物の呼吸速度は、温度に依存することが知られている。よって生成部102は、青果物の保管環境における温度の情報に基づいて、青果物の呼吸量を推測することができる。青果物の呼吸量の算出には、例えば、Michaelis-Menten理論に基づいたモデル(MMモデル)、重回帰分析モデル、線形二次モデル、指数関数的減衰モデル等のモデルが用いられてもよい。
 同じ種類の青果物であっても、青果物の収穫地又は収穫時期によって、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関関係が異なり得る。従って、鮮度変化予測情報は、対象青果物の収穫地又は収穫時期の情報を含み、収穫地又は収穫時期の情報に応じて相関関係が補正されてもよい。
 生成部102は、対象青果物の積算呼吸量に基づいて鮮度変化予測情報を更新してもよい。また生成部102は、対象青果物の外観、甘味、酸味、香り又は食感の少なくともいずれかの変化に応じて、鮮度変化予測情報を更新してもよい。また記憶部101が記憶する鮮度変化予測情報は、青果物の保管環境における酸素濃度又は二酸化炭素濃度の変化に関する情報を含んでもよい。また、青果物の呼吸量は、青果物を包装する包装材の材質、特性、厚さ、又は形態によって変化する。従って、記憶部101が記憶する鮮度変化予測情報は、青果物を包装する包装材の材質、特性、厚さ、又は形態の少なくともいずれかの情報を含んでもよい。
 本実施形態では、生成部102は、青果物の呼吸量の算出に、Michaelis-Menten理論に基づいたモデル(MMモデル)を使用している。また本実施形態では、温度の影響による青果物の呼吸量の変化をArrhenius式でモデル化している。従って、青果物の単位質量当たりのO消費速度およびCO生成速度は、青果物が包装されている袋の中のガスのO濃度、CO濃度、及び温度により決まる。また本実施形態では、包装材のガス透過速度に、Fickの第1法則とHenryの気体溶解の法則に基づいたモデルを用いている。また、包装材のガス透過度も温度依存性があることが知られており、また本実施形態では、Arrhenius式により包装材のガス透過度の補正を行っている。
 出力部103は、生成部102が生成した鮮度変化予測情報を出力する。出力部103は、鮮度予測情報として、環境指標履歴と、鮮度変化予測情報に関して予め与えられている青果物に関する鮮度基準とを照合して比較した可視化データを出力する。出力部103が出力する可視化データの例は後述する。鮮度基準は、青果物の食べ頃に関する情報、消費者が青果物を購入してから消費するまでの推奨期間、青果物の外観、味、匂い(又は香り)、硬度、成分、食感又は重量の少なくともいずれかについて予測される情報を含んでいてもよい。外観の具体例としては、カビの発生又は拡大、色の変化、斑点の有無又は出現、形状の変化、皺、光沢、イボ、痛み、キズ又はダメージ等がある。味の具体例としては、酸味、味覚等がある。匂い(又は香り)の具体例としては、異臭又は発酵臭の発生等がある。成分の具体例としては、グルコース、クロロフィル、ビタミンC、β-カロテン、糖、リコピン、葉緑素、グルタミン酸、クエン酸、β-クリプトキサチン等がある。食感の具体例としては、歯応え等がある、重量の具体例としては、全体の重量、水分量、糖分量等がある。
 本実施形態に係る鮮度予測装置10は、青果物の環境指標履歴情報と、青果物の鮮度変化予測情報とに基づいて、青果物の鮮度変化予測情報を生成し、鮮度変化予測情報を出力することができる。本実施形態に係る鮮度予測装置10は、図3に示した機能構成を有することで、青果物が収穫されてからの青果物の鮮度の変化を予測し、青果物の適切な消費時期の情報を消費者に提供することができる。
 なお、本実施形態では、図3に示したように、鮮度予測装置10が記憶部101を備えた構成を有しているが、本開示は係る例に限定されない。環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報は、図1に示した記憶装置20が記憶してもよい。
 次に、鮮度予測装置10の作用について説明する。
 図5は、鮮度予測装置10による鮮度予測処理の流れを示すフローチャートである。CPU11がROM12又はストレージ14から鮮度予測プログラムを読み出して、RAM13に展開して実行することにより、鮮度予測処理が行なわれる。
 CPU11は、まず鮮度予測の対象となる青果物(対象青果物)の情報を取得する(ステップS101)。対象青果物の情報の取得方法は特定のものに限定されない。例えば、青果物の包装に付されたRFIDタグの読み取りにより対象青果物の情報が取得されてもよい。
 ステップS101に続いて、CPU11は、対象青果物の環境指標履歴情報を取得する(ステップS102)。環境指標履歴情報は、例えば、青果物の保管環境の温度情報を取得して蓄積した温度履歴情報であってもよい。環境指標履歴情報は、例えば、青果物の保管環境の湿度情報を取得して蓄積した湿度履歴情報であってもよい。
 ステップS102に続いて、CPU11は、対象青果物の鮮度変化予測情報を取得する(ステップS103)。鮮度変化予測情報は、青果物の種類毎の環境指標履歴と、青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。
 ステップS103に続いて、CPU11は、ステップS102で取得した環境指標履歴情報と、ステップS103で取得した鮮度変化予測情報と、を用いて対象青果物の鮮度予測情報を生成する(ステップS104)。CPU11は、鮮度予測情報として、環境指標履歴と、鮮度変化予測情報に関して予め与えられている青果物に関する鮮度基準とを照合して比較した可視化データを生成する。
 ステップS104に続いて、CPU11は、ステップS104で生成した鮮度予測情報を出力する(ステップS105)。CPU11は、鮮度予測情報として、環境指標履歴と、鮮度変化予測情報に関して予め与えられている青果物に関する鮮度基準とを照合して比較した可視化データを出力する。
 本実施形態に係る鮮度予測装置10は、青果物の環境指標履歴情報と、青果物の鮮度変化予測情報とに基づいて、青果物の鮮度変化予測情報を生成し、鮮度変化予測情報を出力することができる。本実施形態に係る鮮度予測装置10は、図5に示した処理を実行することで、青果物が収穫されてからの青果物の鮮度の変化を予測し、青果物の適切な消費時期の情報を消費者に提供することができる。
 本実施形態に係る鮮度予測装置10による、青果物の鮮度予測の具体例を説明する。
 (具体例1)
 具体例1では、鮮度予測装置10がイチゴの鮮度を予測する場合の例を示す。イチゴの積算呼吸量と、イチゴの正常率(カビが発生していない割合)、硬度変化率、酸味変化率、及び香りの変化率とには相関関係がある。イチゴの積算呼吸量が増えると正常率は低下し、硬度は低下し、酸味が無くなって腐敗した味がし、イチゴの香りがしなくなってくる。
 図6A~6Dは、イチゴの正常率、硬度変化率、酸味変化率、及び香りの変化率の例を示す図である。図6Aは、イチゴの正常率と、カビの発生状況との関係を示す。図6Bは、イチゴの硬度変化率と、イチゴの硬度との関係を示す。図6Cは、イチゴの酸味変化率と、イチゴの酸味との関係を示す。図6Dは、イチゴの香りの変化率と、イチゴの香りとの関係を示す。
 図6Aに示したように、イチゴの正常率が100%の場合ではカビは発生していないが、正常率の低下と共にカビが発生する果実が増え、0%の場合では全ての果実にカビが発生した状態となる。また、図6Bに示したように、イチゴの硬度変化率が100%の場合ではイチゴの果実は硬いが、硬度変化率の低下と共に果実が柔らかくなり、0%の状態では果実が溶けたような状態となる。また、図6Cに示したように、イチゴの酸味変化率が100%の場合ではイチゴに強い酸味を感じるが、酸味変化率の低下と共に酸味が少なくなり、0%の状態では逆に腐敗したような味を感じる状態となる。また、図6Dに示したように、イチゴの香りの変化率が100%の場合ではイチゴに強いイチゴの香りを感じるが、香りの変化率の低下と共に香りが少なくなり、0%の状態では逆にカビのような香りを感じる状態となる。
 従って、鮮度予測装置10は、イチゴの環境指標履歴情報からイチゴのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、イチゴの鮮度変化予測情報とを照合することで、イチゴの鮮度を予測できる。そして、鮮度予測装置10は、イチゴの鮮度を予測して、消費期限になるまであとどの程度掛かるか、又は消費期限からどの程度経過しているか、を消費者に提示することができる。例えば、正常率が90%未満になった時点をイチゴの消費期限と定めることで、鮮度予測装置10は、消費期限までどの程度か、又は消費期限からどの程度経過しているか、を消費者に提示することができる。
 イチゴの環境指標履歴情報から推定したイチゴのある時点での積算呼吸量がX1(ml/kg)であるとする。またイチゴの1時間当たりの呼吸量が、15度で保管されていればy1(ml/kg)、10度で保管されていればy2(ml/kg)とする。鮮度予測装置10は、上記各パラメータを用いて、15度で保管されていれば消費期限まであとD1日、10度で保管されていれば消費期限まであとD2日、と算出することが出来る。
 (具体例2)
 具体例2では、鮮度予測装置10がサラダ菜の鮮度を予測する場合の例を示す。サラダ菜の積算呼吸量と、サラダ菜の外観変化率、歯応え変化率、匂い変化率、及び味変化率とには相関関係がある。サラダ菜の積算呼吸量が増えると外観変化率は低下し、歯応えは柔らかくなり、匂いが悪くなり、また味も無くなってくる。
 図7A~7Dは、サラダ菜の外観変化率、歯応え変化率、匂い変化率、及び味変化率の例を示す図である。図7Aは、サラダ菜の外観変化率と、外観との関係を示す。図7Bは、サラダ菜の歯応え変化率と、サラダ菜の歯応えとの関係を示す。図7Cは、サラダ菜の匂い変化率と、サラダ菜の匂いとの関係を示す。図7Dは、サラダ菜の味変化率と、サラダ菜の味との関係を示す。
 図7Aに示したように、サラダ菜の外観変化率が100%の場合では鮮やかな緑色をしているが、外観変化率の低下と共に変色が目立ち、0%の場合ではひどく萎れて、極端に変色した状態となる。また、図7Bに示したように、サラダ菜の歯応え変化率が100%の場合ではサクサクとした食感であるが、歯応え変化率の低下と共に食感が悪くなり、0%の場合では食味が不可の状態となる。また、図7Cに示したように、サラダ菜の匂い変化率が100%の場合では葉物野菜に特有の、青葉のようなグリーンな香りであるが、匂い変化率の低下と共に異臭を感じるようになり、0%の場合では食味が不可の状態となる。また、図7Dに示したように、サラダ菜の味の変化率が100%の場合では葉物特有の苦みがあるが、味の変化率の低下と共に味が変化するようになり、0%の場合では食味が不可の状態となる。
 従って、鮮度予測装置10は、サラダ菜の環境指標履歴情報からサラダ菜のある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、サラダ菜の鮮度変化予測情報とを照合することで、サラダ菜の鮮度を予測できる。そして、鮮度予測装置10は、サラダ菜の鮮度を予測して、消費期限になるまであとどの程度掛かるか、又は消費期限からどの程度経過しているか、を消費者に提示することができる。例えば、外観変化率が60%未満になった時点をサラダ菜の消費期限と定めることで、鮮度予測装置10は、消費期限までどの程度か、又は消費期限からどの程度経過しているか、を消費者に提示することができる。
 サラダ菜の環境指標履歴情報から推定したサラダ菜のある時点での積算呼吸量がX2(ml/kg)であるとする。またサラダ菜の1時間当たりの呼吸量が、20度で保管されていればy3(ml/kg)、10度で保管されていればy4(ml/kg)とする。鮮度予測装置10は、上記各パラメータを用いて、20度で保管されていれば消費期限まであとD3日、10度で保管されていれば消費期限まであとD4日、と算出することが出来る。
 (具体例3)
 具体例3では、鮮度予測装置10がバナナの鮮度を予測する場合の例を示す。バナナの積算呼吸量と、バナナの外観変化率、歯応え変化率、匂い変化率、及び味変化率とには相関関係がある。バナナの積算呼吸量が増えると外観変化率は低下し、歯応えは柔らかくなり、匂いが悪くなり、また味も無くなってくる。
 図8A~8Dは、バナナの外観変化率、歯応え変化率、匂い変化率、及び味変化率の例を示す図である。図8Aは、バナナの外観変化率と、外観との関係を示す。図8Bは、バナナの歯応え変化率と、バナナの歯応えとの関係を示す。図8Cは、バナナの匂い変化率と、バナナの匂いとの関係を示す。図8Dは、バナナの味変化率と、サラダ菜の味との関係を示す。
 図8Aに示したように、バナナの外観変化率が100%の場合では全体的に黄色をしているが、外観変化率の低下と共に変色が目立ち、0%の場合では軸が折れ、実が黒く変色した状態となる。また、図8Bに示したように、バナナの歯応え変化率が100%の場合では硬めの食感であるが、歯応え変化率の低下と共に食感が悪くなり、0%の場合では食味が不可の状態となる。また、図8Cに示したように、バナナの匂い変化率が100%の場合ではバナナ特有の香り及び青葉のようなグリーンな香りであるが、匂い変化率の低下と共に異臭を感じるようになり、0%の場合では食味が不可の状態となる。また、図8Dに示したように、バナナの味の変化率が100%の場合では甘味の中に酸味を感じる状態であるが、味の変化率の低下と共に味が変化するようになり、0%の場合では食味が不可の状態となる。
 従って、鮮度予測装置10は、バナナの環境指標履歴情報からバナナのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、バナナの鮮度変化予測情報とを照合することで、バナナの鮮度を予測できる。そして、鮮度予測装置10は、バナナの鮮度を予測して、消費期限になるまであとどの程度掛かるか、又は消費期限からどの程度経過しているか、を消費者に提示することができる。例えば、味変化率が30%未満になった時点をバナナの消費期限と定めることで、鮮度予測装置10は、消費期限までどの程度か、又は消費期限からどの程度経過しているか、を消費者に提示することができる。
 バナナの環境指標履歴情報から推定したバナナのある時点での積算呼吸量がX3(ml/kg)であるとする。またバナナの1時間当たりの呼吸量が、20度で保管されていればy5(ml/kg)とする。鮮度予測装置10は、上記各パラメータを用いて、20度で保管されていれば消費期限まであとD5日と算出することが出来る。
 (具体例4)
 具体例4では、鮮度予測装置10がブロッコリーの鮮度を予測する場合の例を示す。ブロッコリーの積算呼吸量と、ブロッコリーのビタミンC含有率、β-カロテン含有率、クロロフィル含有率、及び味変化率とには相関関係がある。図9A~9Dは、ブロッコリーのビタミンC含有率、β-カロテン含有率、クロロフィル含有率、及び味変化率の例を示す図である。図9Aは、ブロッコリーのビタミンC含有率の変化を示す。図9Bは、ブロッコリーのβ-カロテン含有率の変化を示す。図9Cは、ブロッコリーのクロロフィル含有率の変化を示す。図9Dは、ブロッコリーの味変化率と、ブロッコリーの味との関係を示す。図9A~9Dに示したように、ブロッコリーの積算呼吸量が増加すると、変化率又は含有率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、ブロッコリーの環境指標履歴情報からブロッコリーのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、ブロッコリーの鮮度変化予測情報とを照合することで、ブロッコリーの鮮度を予測できる。
 (具体例5)
 具体例5では、鮮度予測装置10がきゅうりの鮮度を予測する場合の例を示す。きゅうりの積算呼吸量と、きゅうりの外観変化率、ビタミンC含有率、匂い変化率、及び味変化率とには相関関係がある。図10A~10Dは、きゅうりの外観変化率、ビタミンC含有率、匂い変化率、及び味変化率の例を示す図である。図10Aは、きゅうりの外観変化率と、きゅうりの外観との関係を示す。図10Bは、きゅうりのビタミンC含有率の変化を示す。図10Cは、きゅうりの匂い変化率と、きゅうりの匂いとの関係を示す。図10Dは、きゅうりの味変化率と、きゅうりの味との関係を示す。図10A~10Dに示したように、きゅうりの積算呼吸量が増加すると、変化率又は含有率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、きゅうりの環境指標履歴情報からきゅうりのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、きゅうりの鮮度変化予測情報とを照合することで、きゅうりの鮮度を予測できる。
 (具体例6)
 具体例6では、鮮度予測装置10がしめじの鮮度を予測する場合の例を示す。しめじの積算呼吸量と、しめじの外観変化率、硬度変化率、及び味変化率とには相関関係がある。図11A~11Cは、しめじの外観変化率、硬度変化率、及び味変化率の例を示す図である。図11Aは、しめじの外観変化率と、しめじの外観との関係を示す。図11Bは、しめじの硬度変化率と、しめじの硬度との関係を示す。図11Cは、しめじの味変化率と、しめじの味との関係を示す。図11A~11Cに示したように、しめじの積算呼吸量が増加すると、変化率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、しめじの環境指標履歴情報からしめじのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、しめじの鮮度変化予測情報とを照合することで、しめじの鮮度を予測できる。
 (具体例7)
 具体例7では、鮮度予測装置10がミニトマトの鮮度を予測する場合の例を示す。ミニトマトの積算呼吸量と、ミニトマトの味変化率、外観変化率、糖分含有率、及びリコピン含有率とには相関関係がある。図12A~12Cは、ミニトマトの味変化率、外観変化率、糖分含有率、及びリコピン含有率の例を示す図である。図12Aは、ミニトマトの味変化率と、ミニトマトの味との関係を示す。図12Bは、ミニトマトの外観変化率と、ミニトマトの外観との関係を示す。図12Cは、ミニトマトの糖分含有率の変化を示す。図12Dは、ミニトマトのリコピン含有率の変化を示す。図12A~12Dに示したように、ミニトマトの積算呼吸量が増加すると、変化率又は含有率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、ミニトマトの環境指標履歴情報からミニトマトのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、ミニトマトの鮮度変化予測情報とを照合することで、ミニトマトの鮮度を予測できる。
 (具体例8)
 具体例8では、鮮度予測装置10が丸トマトの鮮度を予測する場合の例を示す。丸トマトの積算呼吸量と、丸トマトの外観変化率、ビタミンC含有率、リコピン含有率、及び味変化率とには相関関係がある。図13A~13Dは、丸トマトの外観変化率、ビタミンC含有率、リコピン含有率、及び味変化率の例を示す図である。図13Aは、丸トマトの外観変化率と、丸トマトの外観との関係を示す。図13Bは、丸トマトのビタミンC含有率の変化を示す。図13Cは、丸トマトのリコピン含有率の変化を示す。図13Dは、丸トマトの味変化率と、丸トマトの味との関係を示す。図13A~13Dに示したように、丸トマトの積算呼吸量が増加すると、変化率又は含有率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、丸トマトの環境指標履歴情報から丸トマトのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、丸トマトの鮮度変化予測情報とを照合することで、丸トマトの鮮度を予測できる。
 (具体例9)
 具体例9では、鮮度予測装置10が温州みかんの鮮度を予測する場合の例を示す。温州みかんの積算呼吸量と、温州みかんの重量変化率、クエン酸含有率、ビタミンC含有率、及びβ-クリプトキサンチン含有率とには相関関係がある。図14A~14Dは、温州みかんの重量変化率、クエン酸含有率、ビタミンC含有率、及びβ-クリプトキサンチン含有率の例を示す図である。図14Aは、温州みかんの重量の変化を示す。図14Bは、温州みかんのクエン酸含有率の変化を示す。図14Cは、温州みかんのビタミンC含有率の変化を示す。図14Dは、温州みかんのβ-クリプトキサンチン含有率の変化を示す。図14A~14Dに示したように、温州みかんの積算呼吸量が増加すると、変化率又は含有率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、温州みかんの環境指標履歴情報から温州みかんのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、温州みかんの鮮度変化予測情報とを照合することで、温州みかんの鮮度を予測できる。
 (具体例10)
 具体例10では、鮮度予測装置10がアボカドの鮮度を予測する場合の例を示す。アボカドの積算呼吸量と、アボカドの硬度変化率、果皮色変化率、及び味変化率とには相関関係がある。図15A~15Cは、アボカドの硬度変化率、果皮色変化率、及び味変化率の例を示す図である。図15Aは、アボカドの硬度変化率と、アボカドの硬度との関係を示す。図15Bは、アボカドの果皮色変化率と、アボカドの果皮色との関係を示す。図15Cは、アボカドの味変化率と、アボカドの味との関係を示す。図15A~15Cに示したように、アボカドの積算呼吸量が増加すると、変化率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、アボカドの環境指標履歴情報からアボカドのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、アボカドの鮮度変化予測情報とを照合することで、アボカドの鮮度を予測できる。
 (具体例11)
 具体例11では、鮮度予測装置10がキウイの鮮度を予測する場合の例を示す。キウイの積算呼吸量と、キウイの硬度変化率、及び酸味変化率とには相関関係がある。図16A、16Bは、キウイの硬度変化率、及び酸味変化率の例を示す図である。図16Aは、キウイの硬度変化率と、キウイの硬度との関係を示す。図16Bは、キウイの酸味変化率と、キウイの酸味との関係を示す。図16A、16Bに示したように、キウイの積算呼吸量が増加すると、変化率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、キウイの環境指標履歴情報からキウイのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、キウイの鮮度変化予測情報とを照合することで、キウイの鮮度を予測できる。
 (具体例12)
 具体例12では、鮮度予測装置10が青りんごの鮮度を予測する場合の例を示す。青りんごの積算呼吸量と、青りんごの果皮色変化率とには相関関係がある。図17は、青りんごの果皮色変化率の例を示す図であり、青りんごの果皮色変化率と、青りんごの果皮色との関係を示す。図17に示したように、青りんごの積算呼吸量が増加すると、変化率が低下していく。
 鮮度予測装置10は、上述の各具体例と同様に、青りんごの環境指標履歴情報から青りんごのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、青りんごの鮮度変化予測情報とを照合することで、青りんごの鮮度を予測できる。
 続いて、鮮度予測装置10が提供して、情報処理装置30に表示される、青果物の鮮度に関する情報を例示する。
 図18は、情報処理装置30が表示する情報の例を示す図である。図18に示した情報は、鮮度予測装置10が予測したイチゴの鮮度に関する情報である。消費者がスーパーマーケット等の店頭で、イチゴの包装に添付された情報を情報処理装置30に入力することで、鮮度予測装置10によって予測されたイチゴの鮮度に関する情報が情報処理装置30に表示される。
 符号301は対象青果物の画像を示す情報であり、図18の例ではイチゴの画像が情報処理装置30に表示されている。符号302は、鮮度予測の対象青果物を示す情報であり、図18の例ではイチゴである。符号303は対象青果物の産地を示す情報である。符号304は、対象青果物であるイチゴの食べ頃を鮮度で示す情報である。符号305は、対象青果物の消費期限までの期間を示す情報である。符号306は、対象青果物に対して予め定められた鮮度基準に関する予測結果を示す情報であり、図18の例では対象青果物の甘味、香り、及び酸味の予測結果が示されている。
 上述したように、鮮度予測装置10は、イチゴの鮮度の情報及びイチゴの消費期限までの期間を、そのイチゴの環境指標履歴情報に基づいて推定することができる。そして、鮮度予測装置10は、予測したイチゴの鮮度の情報を情報処理装置30に提供することで、消費者にイチゴの鮮度及びイチゴの消費期限までの期間の情報を提示することができる。
 鮮度予測装置10が情報処理装置30に出力した鮮度予測情報は、時間の経過に伴って変化し得る。例えば、対象青果物の環境指標履歴情報が更新されると、鮮度予測装置10は、更新された環境指標履歴情報に基づいて積算呼吸量を算出し直し、算出した積算呼吸量によって鮮度予測情報を更新する。そして、鮮度予測装置10は、更新した鮮度予測情報を情報処理装置30に出力する。なお、鮮度予測装置10における鮮度予測情報の更新は、対象青果物の環境指標履歴情報の更新に基づいて行われてもよく、情報処理装置30に対する操作に基づいて行われてもよく、所定の間隔で行われてもよい。
 なお図18では、対象青果物の甘味、香り、及び酸味の予測結果の情報が示されているが、鮮度予測装置10が提供する情報はかかる例に限定されない。鮮度予測装置10が、他にも、対象青果物の外観又は食感の情報を提供してもよい。また、鮮度予測装置10は、対象青果物の鮮度に応じて、符号301で示す対象青果物の外観を変化させてもよい。
(第2の実施形態)
 青果物は、生産者によって収穫された後も呼吸及び蒸散を行って、時間の経過と共に鮮度が低下する。本開示の第2の実施形態では、青果物の外観の画像を取得し、取得した外観の画像を分析して青果物の鮮度変化の予測に関する情報である鮮度予測情報を生成して、生成した鮮度変化予測情報を消費者に提供する技術を示す。
 図19は、本実施形態に係る情報処理サーバを用いた青果物の鮮度予測システムの概略構成を示す図である。
 本実施形態に係る青果物の鮮度予測システムは、情報処理サーバ1010、記憶装置1020、及び情報処理装置1030からなる。情報処理サーバ1010、記憶装置1020、及び情報処理装置30は、インターネット等のネットワークで相互に接続される。
 情報処理サーバ1010は、青果物の鮮度を予測するサーバである。情報処理サーバ1010は、収穫された青果物の食べ頃を判定する際に、青果物の表面が撮像された画像を用いて判定する。具体的に、情報処理サーバ1010は、青果物の表面が撮像された画像を、機械学習によって生成された機械学習モデルに入力することで、当該青果物の鮮度を予測する。機械学習モデルは、青果物の種類毎に生成される。
 そして、情報処理サーバ1010は、青果物の表面が撮像された画像を用いて予測した、青果物の鮮度に関する情報を、情報処理装置1030に送信する。情報処理装置1030は、情報処理サーバ1010から送信された青果物の鮮度に関する情報を表示する。
 情報処理サーバ1010は、収穫された青果物の鮮度を予測する際に、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報をさらに用いてもよい。環境指標履歴情報は、例えば、青果物の保管環境の温度情報を取得して蓄積した温度履歴情報であってもよい。環境指標履歴情報は、また例えば、青果物の保管環境の湿度情報を取得して蓄積した湿度履歴情報であってもよい。また、情報処理サーバ1010は、収穫された青果物の鮮度を予測する際に、青果物の種類毎の環境指標履歴を用いてもよい。
 記憶装置1020は、青果物の鮮度を予測する際に用いられる機械学習モデルを記憶する。また、記憶装置1020は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を記憶する。また、記憶装置1020は、青果物の鮮度の予測に用いられる画像データを記憶してもよい。履歴情報取得システム1021は、青果物の環境指標履歴情報を取得するシステムである。履歴情報取得システム1021は特定の構成に限定されない。例えば履歴情報取得システム21は、青果物が収穫されてから店頭に並ぶまでの、青果物の保管環境における温度、湿度その他の環境指標を定期的に取得して、取得した環境指標を履歴として保持するよう構成されたシステムであり得る。記憶装置20は、履歴情報取得システム1021が取得した青果物の環境指標履歴情報を任意のタイミングで取得する。
 画像取得システム1022は、青果物の表面を撮像した画像を取得するシステムである。具体的に、画像取得システム1022は、青果物が収穫された農場、青果物が小売業者に売り渡される市場、青果物が陳列される小売店、消費者の過程に設置されている冷蔵庫の庫内等に設置されたカメラで撮像された青果物の画像を取得し、取得した画像を記憶装置1020に送るよう構成されている。それぞれのカメラはネットワークで鮮度予測システムと接続されてもよい。
 情報処理装置1030は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン等の装置である。情報処理装置1030は、青果物の鮮度を知りたいユーザが使用する装置である。情報処理装置1030は、情報処理サーバ1010が生成して出力した情報を表示する機能を有する。ユーザは、情報処理装置1030が表示した情報を見ることで、青果物を口にする前に、その青果物の鮮度を知ることができる。
 なお、図19に示した青果物の鮮度予測システムの概略構成では記憶装置1020を含んでいたが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。情報処理サーバ1010が、機械学習モデル、環境指標履歴情報、鮮度変化予測情報及び青果物の画像を記憶していてもよい。
 図20は、情報処理サーバ1010のハードウェア構成を示すブロック図である。
 図20に示すように、情報処理サーバ1010は、CPU1011、ROM1012、RAM1013、ストレージ1014、入力部1015、表示部1016及び通信インタフェース(I/F)1017を有する。各構成は、バス1019を介して相互に通信可能に接続されている。
 CPU1011は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU1011は、ROM1012またはストレージ1014からプログラムを読み出し、RAM1013を作業領域としてプログラムを実行する。CPU1011は、ROM1012またはストレージ1014に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。本実施形態では、ROM1012またはストレージ1014には、青果物の鮮度を予測する鮮度予測プログラムが格納されている。
 ROM1012は、各種プログラムおよび各種データを格納する。RAM1013は、作業領域として一時的にプログラムまたはデータを記憶する。ストレージ1014は、HDD、SSDまたはフラッシュメモリ等の記憶装置により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、および各種データを格納する。
 入力部1015は、マウス等のポインティングデバイス、およびキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
 表示部1016は、たとえば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部1016は、タッチパネル方式を採用して、入力部1015として機能しても良い。
 通信インタフェース1017は、記憶装置1020及び情報処理装置1030等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット(登録商標)、FDDI、Wi-Fi(登録商標)等の規格が用いられる。
 上記の鮮度予測プログラムを実行する際に、情報処理サーバ1010は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。情報処理サーバ1010が実現する機能構成について説明する。
 図21は、情報処理サーバ1010の機能構成の例を示すブロック図である。
 図21に示すように、情報処理サーバ1010は、機能構成として、取得部1101、生成部1102、送信部1103および記憶部1104を有する。各機能構成は、CPU1011がROM1012またはストレージ1014に記憶された鮮度予測プログラムを読み出し、実行することにより実現される。
 取得部1101は、青果物の外観画像を取得する。具体的に、取得部1101は、青果物が収穫された産地において取得された、青果物の収穫時外観画像を取得する。また、取得部1101は、産地から、青果物が消費される消費地まで輸送される間において取得された青果物の輸送中外観画像を取得する。
 取得部1101は、青果物の外観画像を取得する際に、記憶装置1020に記憶されている外観画像を取得してもよい。記憶装置1020に記憶されている外観画像は、画像取得システム1022によって取得される。
 取得部1101は、産地から消費地まで輸送される間の青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報を取得してもよい。取得部1101は、環境指標履歴情報を記憶装置1020から取得してもよい。
 生成部1102は、取得部1101が取得した青果物の外観画像に基づいて、当該青果物の鮮度変化の予測に関する情報である鮮度予測情報を生成する。具体的に、生成部1102は、青果物の外観画像を解析し、解析結果に基づいて鮮度予測情報を生成する。生成部1102は、青果物の鮮度予測情報を、例えば百分率で判定してもよい。生成部1102は、百分率で青果物の鮮度予測情報を生成する場合、最も鮮度が良い時を100%、最も鮮度が悪い時を0%として、0%~100%の間で判定してもよい。生成部1102は、外観画像の解析に際し、機械学習モデルを用いて解析する。機械学習モデルは、青果物の種類毎に生成される。
 例えば、レタスの鮮度を予測する場合、収穫されたばかりの新鮮な状態のレタス、流通過程に乗って店舗に並べられた状態のレタス、時間が経過して萎れた状態のレタス等の、様々な状態のレタスの画像を用意する。そして、様々な状態のレタスの画像を用いた機械学習によって機械学習モデルを予め生成しておく。そして、生成部1102は、レタスの鮮度を予測するための機械学習モデルを用いて、予測対象のレタスの鮮度を予測する。
 生成部1102は、青果物の鮮度予測情報を生成する際に、青果物の外観画像の解析結果に加えて、当該青果物の環境指標履歴情報を用いて、青果物の鮮度予測情報を生成してもよい。生成部1102は、環境指標履歴情報を用いて、青果物の鮮度予測情報を生成する場合、青果物の種類毎の環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を参照してもよい。
 生成部1102が生成する鮮度予測情報は、例えば、対象の青果物の現在の鮮度の予測結果及び将来の鮮度の予測結果が含まれていてもよい。生成部1102が将来の鮮度の予測結果を含んで鮮度予測情報を生成する場合は、当該青果物の環境指標履歴情報を用いることが望ましい。
 送信部1103は、生成部1102が生成した鮮度予測情報を外部の装置、例えば情報処理装置1030に送信する。情報処理装置1030が鮮度予測情報を受信することで、情報処理装置1030のユーザは予測対象の青果物について予測された鮮度の情報を知ることができる。
 送信部1103は、所定の条件を満たした場合に、青果物の輸送中外観画像の取得を促すアラート情報を送信してもよい。所定の条件は、青果物を追跡可能な情報に基づいて、青果物の輸送状況に変化が生じたことであってもよい。青果物を追跡可能な情報は、青果物の輸送に用いられる梱包材、又は青果物の個別の包装に貼付されたICタグ、二次元バーコード等から取得可能であり、取得部1101は当該ICタグから青果物を追跡可能な情報を取得してもよい。
 具体的に、送信部1103は、青果物が店頭に陳列された時点で、青果物の輸送中外観画像の取得を促すアラート情報を、当該店舗の担当者が使用する情報処理装置1030に送信してもよい。店舗と担当者との紐付け、担当者と当該担当者が使用する情報処理装置1030との紐付けは、予め記憶装置1020に記憶されているものとする。
 また、送信部1103は、青果物が購入されてから所定の時間が経過した時点で、青果物の輸送中外観画像の取得を促すアラート情報を、購入者が使用する情報処理装置1030に送信してもよい。購入者と当該購入者が使用する情報処理装置1030との紐付けは、予め記憶装置1020に記憶されているものとする。
 記憶部1104は、青果物の種類毎の環境指標履歴情報と、当該青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を記憶する。記憶部1104が記憶する鮮度変化予測情報は、生成部1102による鮮度予測情報の生成に用いられる。
 図22は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報の例を示す図である。環境指標履歴情報1201の各列を説明する。ID列は、青果物を識別する情報を格納する列である。青果物列は、当該IDの青果物の情報を格納する列である。収穫日時列は、当該IDの青果物の収穫日時を格納する列である。環境指標履歴情報列は、当該IDの青果物の環境指標履歴情報を格納する列である。環境指標履歴情報列には、青果物が保管されている環境における環境指標履歴のログが格納されている。
 鮮度変化予測情報1202の各列を説明する。青果物列は、青果物を識別する情報を格納する列である。鮮度変化予測情報列は、当該青果物の鮮度変化予測情報を格納する列である。鮮度変化予測情報は、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。
 鮮度変化予測情報は、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。例えば、青果物の呼吸量と、青果物の鮮度変化との間には相関があり、青果物の呼吸量は、環境指標履歴から導出できる。従って、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との間には相関があることになる。
 環境指標は、青果物の鮮度の変化に影響を及ぼすものであれば、温度又は湿度に限定されるものではない。例えば、環境指標として、青果物の保管環境における酸素濃度及び二酸化炭素濃度の情報が用いられてもよい。また例えば、環境指標として、青果物の保管環境における照度の情報が用いられてもよい。
 本実施形態では、青果物の呼吸量の算出に、Michaelis-Menten理論に基づいたモデル(MMモデル)を使用している。また本実施形態では、温度の影響による青果物の呼吸量の変化をArrhenius式でモデル化している。従って、青果物の単位質量当たりのO消費速度およびCO生成速度は、青果物が包装されている袋の中のガスのO濃度、CO濃度、及び温度により決まる。また本実施形態では、包装材のガス透過速度に、Fickの第1法則とHenryの気体溶解の法則に基づいたモデルを用いている。また、包装材のガス透過度も温度依存性があることが知られており、また本実施形態では、Arrhenius式により包装材のガス透過度の補正を行っている。
 次に、情報処理サーバ1010の作用について説明する。
 図23は、情報処理サーバ1010による鮮度予測処理の流れを示すフローチャートである。CPU1011がROM1012又はストレージ1014から鮮度予測プログラムを読み出して、RAM1013に展開して実行することにより、鮮度予測処理が行なわれる。
 CPU1011は、まず鮮度の予測対象となる青果物(対象青果物)の画像を取得する(ステップS1101)。対象青果物の画像は、例えば情報処理装置1030が撮像してもよく、青果物が収穫された農場、青果物が小売業者に売り渡される市場、青果物が陳列される小売店、消費者の過程に設置されている冷蔵庫の庫内等に設置された撮像装置が撮像してもよい。
 ステップS1101に続いて、CPU1011は、対象青果物の画像の分析を行う(ステップS1102)。CPU1011は、対象青果物の画像の分析を実行する際に、青果物の種類毎に予め生成された機械学習モデルを用いて画像を分析する。CPU1011は、例えば、順伝播型ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワークその他のニューラルネットワークを用いて分析処理を実行する。CPU11は、画像に対する分析処理を実行する際に、画像を赤、緑、青に分解した上で、それぞれの色に対する分析処理を実行してもよい。
 ステップS1102に続いて、CPU1011は、対象青果物の画像の分析結果を用いて対象青果物の鮮度を予測することで鮮度予測情報を生成する(ステップS1103)。CPU1011は、対象青果物の鮮度を、例えば百分率で判定してもよい。CPU1011は、百分率で対象青果物の鮮度を判定する場合、最も鮮度の時を100%、最も悪い鮮度の時を0%として、0%~100%の間で判定してもよい。
 CPU1011は、鮮度予測情報を生成する際に、対象青果物の画像の分析結果に加えて、対象青果物の環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を用いてもよい。
 ステップS1103に続いて、CPU1011は、生成した鮮度予測情報を外部の装置、例えば情報処理装置30に送信する(ステップS1104)。
 情報処理サーバ1010は、一連の動作を実行することで、対象青果物の画像から対象青果物の鮮度を予測し、鮮度予測情報を外部の装置に提供することができる。
 続いて、情報処理サーバ1010が提供して、情報処理装置1030に表示される情報を例示する。
 図24は、情報処理装置1030が表示する情報の例を示す図である。図24に示した情報は、青果物の画像を撮像するよう促すための情報である。符号1311は、情報処理サーバ1010から送られる通知であり、購入したレタスの画像を撮像するよう促す通知である、情報処理装置1030のユーザは、情報処理装置1030に表示された通知を見て、購入したレタスの外観の画像を撮影タイミングであることを知ることができる。
(第3実施形態)
 青果物の中には、生産者によって収穫された後も、呼吸やエチレンの排出などにより、軟化が進行したり、香り、糖、酸等が変化したりする現象が生じる青果物がある。本開示の実施形態では、そのような追熟する青果物の食べ頃を、消費者が口にする前に判定するための技術を示す。なお、青果物の食べ頃とは、消費者が食べたり、調理したりするのに適した頃合いのことであり、例えば味、食感、香り、栄養素の含有量等から食べ頃を判断できる。本実施形態の技術を適用することにより、例えば、日本産の青果物を外国へ輸出する場合、輸出先でも食べ頃であることを判定したり予測したりすることが出来る。
 図25は、本実施形態に係る判定装置を用いた青果物の食べ頃判定システムの概略構成を示す図である。
 本実施形態に係る青果物の食べ頃判定システムは、判定装置2010、記憶装置2020、及び情報処理装置2030からなる。判定装置2010、記憶装置2020、及び情報処理装置2030は、インターネット等のネットワークで相互に接続される。
 判定装置2010は、収穫された青果物の食べ頃を判定する装置である。ここで、食べ頃が判定される青果物は、追熟する青果物である。追熟する青果物としては、例えばバナナ、マンゴー、西洋梨、メロン、キウイフルーツ、すもも、パパイヤ、ドリアン、パッションフルーツ、桃、柿、ヤマモモ、グレープフルーツ、梅、アンズ、プルーン、マンゴスチン、イヨカン、ポンカン、ナツミカン、八朔、温州みかん、アボカド、ゴーヤ、トマト、カボチャ、サツマイモが挙げられる。判定装置2010は、収穫された青果物の食べ頃を判定する際に、青果物の表面が撮像された画像を用いて判定する。具体的に、判定装置10は、青果物の表面が撮像された画像を、機械学習によって生成された機械学習モデルに入力することで、当該青果物の食べ頃を判定する。機械学習モデルは、青果物の種類毎に生成される。
 そして、判定装置2010は、青果物の表面が撮像された画像を用いて判定した、青果物の食べ頃に関する判定情報を、情報処理装置2030に送信する。情報処理装置2030は、判定装置2010から送信された青果物の食べ頃に関する判定情報を表示する。
 判定装置2010は、収穫された青果物の食べ頃を判定する際に、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報をさらに用いてもよい。環境指標履歴情報は、例えば、青果物の保管環境の温度情報を取得して蓄積した温度履歴情報であってもよい。環境指標履歴情報は、また例えば、青果物の保管環境の湿度情報を取得して蓄積した湿度履歴情報であってもよい。また、判定装置2010は、収穫された青果物の食べ頃を判定する際に、青果物の種類毎の環境指標履歴と、青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を用いてもよい。
 上述した温度条件及び湿度条件の固定値は、例えば、予め決められた、青果物の品目ごとの一般的な温度条件及び湿度条件であってもよい。例えば、消費者宅において冷蔵庫で保存されることが想定される青果物は、冷蔵庫の野菜室における温度条件及び湿度条件が、温度条件及び湿度条件の固定値として決定されてもよい。
 記憶装置2020は、青果物の食べ頃を判定する際に用いられる機械学習モデルを記憶する。また、記憶装置2020は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を記憶する。履歴情報取得システム2021は、青果物の環境指標履歴情報を取得するシステムである。履歴情報取得システム2021は特定の構成に限定されない。例えば履歴情報取得システム2021は、青果物が収穫されてから店頭に並ぶまでの、青果物の保管環境における温度、湿度その他の環境指標を定期的に取得して、取得した環境指標を履歴として保持するよう構成されたシステムであり得る。記憶装置2020は、履歴情報取得システム2021が取得した青果物の環境指標履歴情報を任意のタイミングで取得する。
 情報処理装置2030は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン等の装置である。情報処理装置2030は、青果物が食べ頃かどうかの結果を知りたいユーザが使用する装置である。情報処理装置2030は、判定装置2010が生成して出力した判定情報を表示する機能を有する。ユーザは、情報処理装置2030が表示した判定情報を見ることで、青果物を口にする前に、その青果物の適切な食べ頃を知ることができる。
 なお、図25に示した青果物の食べ頃判定システムの概略構成では記憶装置2020を含んでいたが、本開示は係る例に限定されるものでは無い。判定装置2010が、機械学習モデル、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報を記憶していてもよい。
 図26は、判定装置2010のハードウェア構成を示すブロック図である。
 図26に示すように、判定装置2010は、CPU2011、ROM2012、RAM2013、ストレージ2014、入力部2015、表示部2016及び通信インタフェース(I/F)2017を有する。各構成は、バス2019を介して相互に通信可能に接続されている。
 CPU2011は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU2011は、ROM2012またはストレージ14からプログラムを読み出し、RAM2013を作業領域としてプログラムを実行する。CPU2011は、ROM2012またはストレージ2014に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。本実施形態では、ROM2012またはストレージ2014には、青果物の食べ頃を判定する判定プログラムが格納されている。
 ROM2012は、各種プログラムおよび各種データを格納する。RAM2013は、作業領域として一時的にプログラムまたはデータを記憶する。ストレージ2014は、HDD、SSDまたはフラッシュメモリ等の記憶装置により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、および各種データを格納する。
 入力部2015は、マウス等のポインティングデバイス、およびキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
 表示部2016は、たとえば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部2016は、タッチパネル方式を採用して、入力部2015として機能しても良い。
 通信インタフェース2017は、記憶装置2020、及び情報処理装置2030等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット(登録商標)、FDDI、Wi-Fi(登録商標)等の規格が用いられる。
 上記の判定プログラムを実行する際に、判定装置2010は、上記のハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。判定装置2010が実現する機能構成について説明する。
 図27は、判定装置2010の機能構成の例を示すブロック図である。
 図27に示すように、判定装置2010は、機能構成として、画像分析部2101、判定部2102、学習部2103、出力部2104、予測部2105および保存部2106を有する。各機能構成は、CPU2011がROM2012またはストレージ2014に記憶された判定プログラムを読み出し、実行することにより実現される。
 画像分析部2101は、判定対象の青果物の表面が撮像された画像に対する分析処理を実行する。画像分析部2101は、分析処理を実行する際に、予め生成された機械学習モデルを用いて画像を分析する。画像分析部2101は、例えば、順伝播型ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワークその他のニューラルネットワークを用いて分析処理を実行する。
 画像分析部101は、画像に対する分析処理を実行する際に、画像を赤、緑、青に分解した上で、それぞれの色に対する分析処理を実行してもよい。
 判定部2102は、画像分析部2101による分析処理の結果を用いて、判定対象の青果物の食べ頃を判定する。判定部2102は、青果物の食べ頃を、例えば百分率で判定してもよい。判定部2102は、百分率で青果物の食べ頃を判定する場合、最も良い食べ時を100%、最も悪い食べ時を0%として、0%~100%の間で判定してもよい。
 学習部2103は、判定部2102の判定結果を用いて、画像分析部2101が分析に用いた機械学習モデルを学習する。学習部2103は、判定部2102の判定結果を用いて機械学習モデルを学習することで、機械学習モデルを用いた分析精度を向上させることができる。なお、学習部2103は、判定部2102の判定結果が誤っていた場合に限り機械学習モデルを学習してもよい。
 出力部2104は、青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報を用いて、青果物の鮮度変化予測情報を出力する。具体的に、出力部2104は、判定対象の青果物の環境指標履歴情報から、食べ頃の判定が行われる時点の環境指標を予測し、予測した結果を青果物の鮮度変化予測情報として出力する。
 環境指標履歴情報は、例えば記憶装置2020に記憶されている。出力部2104は、青果物の鮮度変化予測情報を出力する際に、順伝播型ニューラルネットワークを用いて環境指標履歴情報から鮮度変化予測情報を出力してもよい。そして、判定部2102は、画像分析部2101による分析結果に加えて、鮮度変化予測情報を青果物の食べ頃を判定してもよい。判定部2102は、鮮度変化予測情報として青果物の積算酸素消費量、積算二酸化炭素排出量、積算相対湿度の少なくともいずれかを用いてもよい。
 図28は、環境指標履歴情報及び鮮度変化予測情報の例を示す図である。環境指標履歴情報2201の各列を説明する。ID列は、青果物を識別する情報を格納する列である。青果物列は、当該IDの青果物の情報を格納する列である。収穫日時列は、当該IDの青果物の収穫日時を格納する列である。環境指標履歴情報列は、当該IDの青果物の環境指標履歴情報を格納する列である。環境指標履歴情報列には、青果物が保管されている環境における環境指標履歴のログが格納されている。
 鮮度変化予測情報2202の各列を説明する。青果物列は、青果物を識別する情報を格納する列である。鮮度変化予測情報列は、当該青果物の鮮度変化予測情報を格納する列である。鮮度変化予測情報は、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。
 鮮度変化予測情報は、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との相関に関する情報である。例えば、青果物の呼吸量と、青果物の鮮度変化との間には相関があり、青果物の呼吸量は、環境指標履歴から導出できる。従って、環境指標履歴と青果物の鮮度変化との間には相関があることになる。
 環境指標は、青果物の鮮度の変化に影響を及ぼすものであれば、温度又は湿度に限定されるものではない。例えば、環境指標として、青果物の保管環境における酸素濃度及び二酸化炭素濃度の情報が用いられてもよい。また例えば、環境指標として、青果物の保管環境における照度の情報が用いられてもよい。
 本実施形態では、青果物の呼吸量の算出に、Michaelis-Menten理論に基づいたモデル(MMモデル)を使用している。また本実施形態では、温度の影響による青果物の呼吸量の変化をArrhenius式でモデル化している。従って、青果物の単位質量当たりのO消費速度およびCO生成速度は、青果物が包装されている袋の中のガスのO濃度、CO濃度、及び温度により決まる。また本実施形態では、包装材のガス透過速度に、Fickの第1法則とHenryの気体溶解の法則に基づいたモデルを用いている。また、包装材のガス透過度も温度依存性があることが知られており、また本実施形態では、Arrhenius式により包装材のガス透過度の補正を行っている。
 予測部2105は、環境指標履歴情報及び出力部2104が出力する鮮度変化予測情報に基づいて、所定の時点から将来の時点に至るまでの青果物の食べ頃に関する時系列データを予測する。なお、予測部2105は、環境指標履歴情報及び出力部2104が出力する鮮度変化予測情報に基づいて、青果物の特定の食べ頃となる時点(例えば100%となる時点)を予測したり、特定の将来の時点での食べ頃を百分率で予測したりしてもよい。予測部2105は、人工回帰型ニューラルネットワークによって、青果物の特定の食べ頃となる時点を予測してもよい。特定の食べ頃は、ユーザによって指定されたものであってもよい。ユーザによる特定の食べ頃の指定例を示す。例えば、青果物の異なる追熟状態を撮像した各画像からユーザが好みの画像を選択し、その選択した画像を100%の食べ頃と指定できるようにしてもよい。また、ユーザが味、栄養素、食感、香りなどを好みで自由に選択してもよい。例えば甘味、酸味の度合いを百分率でユーザが指定してもよく、星の数などを用いた評価によりユーザが指定してもよい。また、青果物のモデルケースからユーザが選択してもよい。例えば、とても甘くて柔らかい、さっぱりした味で硬め、等のモデルケールの中からユーザが選択してもよい。さらには、過去に保存しておいた、好みの美味しさ、又は調理に適した食べ頃を参照出来るようにしてもよい。
 保存部2106は、ユーザによって指定された食べ頃に関する情報をストレージ2014に保存する。ユーザによって指定された食べ頃に関する情報は、例えば上述した、ユーザによる特定の食べ頃の指定例で挙げた情報であるが、上述した例示に限定されるものではない。
 判定装置2010は、図27に示した機能構成を有することで、青果物が撮像された画像から、機械学習モデルを用いて当該青果物の食べ頃を判定することができる。また、判定装置2010は、青果物の食べ頃の判定結果を用いて、判定に使用した機械学習モデルを学習することで、判定の精度を向上させることができる。
 また、判定装置2010は、図27に示した機能構成を有することで、青果物が撮像された画像に加え、環境指標履歴情報から出力される、青果物の鮮度変化予測情報を用いて、当該青果物の食べ頃を判定することができる。
 次に、判定装置2010の作用について説明する。
 図29は、判定装置2010による青果物の食べ頃の判定処理の流れを示すフローチャートである。CPU2011がROM2012又はストレージ2014から判定プログラムを読み出して、RAM2013に展開して実行することにより、青果物の食べ頃の判定処理が行なわれる。
 CPU2011は、まず食べ頃の判定対象となる青果物(対象青果物)の画像を取得する(ステップS2101)。対象青果物の画像は、例えば情報処理装置2030が撮像してもよく、対象青果物が陳列されている店舗に設置された撮像装置が撮像してもよい。
 ステップS2101に続いて、CPU2011は、対象青果物の画像の分析を行う(ステップS2102)。CPU2011は、対象青果物の画像の分析を実行する際に、青果物の種類毎に予め生成された機械学習モデルを用いて画像を分析する。CPU2011は、例えば、順伝播型ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワークその他のニューラルネットワークを用いて分析処理を実行する。CPU2011は、画像に対する分析処理を実行する際に、画像を赤、緑、青に分解した上で、それぞれの色に対する分析処理を実行してもよい。
 ステップS2102に続いて、CPU2011は、画像の分析結果を用いて対象青果物の食べ頃を判定する(ステップS2103)。CPU2011は、青果物の食べ頃を、例えば百分率で判定してもよい。CPU11は、百分率で青果物の食べ頃を判定する場合、最も良い食べ時を100%、最も悪い食べ時を0%として、0%~100%の間で判定してもよい。
 ステップS2103に続いて、CPU2011は、判定結果を用いて画像の分析に用いた機械学習モデルを学習する(ステップS2104)。CPU2011は、判定結果を用いて機械学習モデルを学習することで、機械学習モデルを用いた分析精度を向上させることができる。
 判定装置2010は、図29に示した処理を実行することで、青果物が撮像された画像から、機械学習モデルを用いて当該青果物の食べ頃を判定することができる。また、判定装置2010は、青果物の食べ頃の判定結果を用いて、判定に使用した機械学習モデルを学習することで、判定の精度を向上させることができる。
 本実施形態に係る判定装置2010を用いた青果物の食べ頃判定処理の具体例を説明する。
 (具体例1)
 具体例1では、判定装置2010がバナナの食べ頃を判定する例を説明する。バナナは収穫された後も外観が時間と共に変化する、追熟する青果物である。バナナは外観が淡い緑色になった時点で収穫されるが、この時点ではまだ食べ頃ではない。外観が淡い緑色であったバナナは、時間の経過と共に徐々に黄色く変化する。そして、シュガースポットと呼ばれる黒い点が発生し、軸が黄色い状態を保っている時点がバナナの最適な食べ頃である。
 そこで、予め見た目が異なっているバナナの外観を撮像した画像を大量に用意し、それぞれの画像からバナナの食べ頃を判定できるような機械学習モデルを生成する。まず、バナナの画像を4段階の鮮度評価の結果と対応付け、データベース化する。続いて、ディープラーニングによる画像と鮮度結果の因果関係を解釈し、習得させる。また必要に応じて、機械学習モデルの精度を確認し、パラメータを改善する。
 図30は、畳み込みニューラルネットワークを用いたバナナの食べ頃の判定の概要を示す図である。本実施形態では、図30に示したように、4枚のバナナの外観の画像を結合して横1000ピクセル、縦500ピクセルの画像にしている。そして、畳み込みニューラルネットワークを用いて、画像からバナナの食べ頃を判定できるような機械学習モデルを予め生成する。本実施形態で使用する畳み込みニューラルネットワークは、最初の畳み込み層のフィルタ数が16、2番目の畳み込み層のフィルタ数が32、最後の畳み込み層のフィルタ数が64のニューラルネットワークである。生成された機械学習モデルは、例えば記憶装置2020に記憶される。
 判定装置2010は、バナナの外観の画像からバナナの食べ頃を判定する機械学習モデルを用いて、バナナの外観の画像からそのバナナの食べ頃を判定することができる。
 判定装置2010は、バナナの外観の画像からバナナの食べ頃を判定する、畳み込みニューラルネットワークによる機械学習モデルに加えて、バナナの環境指標履歴情報から出力される鮮度変化予測情報を用いてもよい。機械学習モデルに加え鮮度変化予測情報を用いることで、判定装置2010は、機械学習モデルだけを用いる場合と比較して、バナナの食べ頃を精度よく判定することができる。
 図31は、バナナの環境指標履歴情報の一つである積算二酸化炭素呼吸量と、バナナの全糖類含有量との関係を示したグラフである。図31に示したように、バナナの積算二酸化炭素呼吸量と全糖類含有量とには相関関係がある。積算二酸化炭素呼吸量の増加に連れて全糖類含有量は低下するが、積算二酸化炭素呼吸量がおよそ8000ml/kgとなると、積算二酸化炭素呼吸量の増加に連れて全糖類含有量は上昇に転じる。全糖類含有量が上昇に転じた後のピークが、バナナの食べ頃が100%となるタイミングである。
 従って、バナナの外観の画像に加えて、バナナの環境指標履歴情報から出力される鮮度変化予測情報を用いることで、判定装置2010は、機械学習モデルだけを用いる場合と比較して、バナナの食べ頃を精度よく判定することができる。
 図32は、畳み込みニューラルネットワーク及び鮮度変化予測情報を用いたバナナの食べ頃の判定の概要を示す図である。図32では、畳み込みニューラルネットワークを用いた、バナナの外観の画像からの食べ頃の判定結果と、同じバナナの鮮度変化予測情報から推測される食べ頃の判定結果とを組み合わせて、バナナの食べ頃を判定する例が示されている。図32では、鮮度変化予測情報として、積算酸素呼吸量、積算二酸化炭素呼吸量、及び積算相対湿度を用いている。判定装置2010は、判定対象のバナナの鮮度変化予測情報を順伝播型ニューラルネットワーク、例えば多層パーセプトロン(Multilayer perceptron,MLP)に入力する。
 図33は、鮮度変化予測情報を用いたバナナの食べ頃の判定に用いる機械学習モデルを生成するためのデータセットの一例を示す図である。図33では、1番から23番までのデータが示されており、この中の1番、9番、10番、12番、16番、17番を除いたデータで機械学習モデルが生成されたとする。すなわち、データセットの中のおよそ4分の3のデータを用いて機械学習モデルが生成されたとする。なお図33には示していないが、図33のデータにそれぞれ対応するバナナの外観の画像を用いて、畳み込みニューラルネットワークの機械学習モデルが別途生成されている。もちろん、学習モデルの生成に用いられるデータは図33に示したものに限定されない。
 そして、判定装置2010は、畳み込みニューラルネットワークによる処理結果と、多層パーセプトロンによる処理結果とを結合することで、判定対象のバナナについて食べ頃を判定する。
 図34は、図33に示したデータを、判定装置2010が畳み込みニューラルネットワーク及び多層パーセプトロンで処理させた場合の食べ頃判定の結果を示す図である。「予測」は、判定装置2010が畳み込みニューラルネットワーク及び多層パーセプトロンで処理させた結果であり、「実際」は図33に示したデータセットにおける実際の食べ頃の値である。このように、畳み込みニューラルネットワーク及び多層パーセプトロンで処理させることで、判定装置2010は、実際の値と大きく外れることなくバナナの食べ頃を判定することができる。
 (具体例2)
 具体例2では、判定装置2010がアボカドの食べ頃を判定する例を説明する。アボカドもバナナと同様、収穫された後も外観が時間と共に変化する、追熟する青果物である。ただ、アボカドはバナナと比べると、時間の経過による外観の変化が目立ちにくい。そして、アボカドは切るまで食べ頃が分からず、切ってもまだ硬かったり、切ったら変色が進んで最適な食べ頃を過ぎていたりすることがある。
 そこで判定装置2010は、アボカドの外観の画像だけを用いて食べ頃を判定してもよいが、外観の画像に加えて、鮮度変化予測情報を用いて食べ頃を判定する。時間の経過による外観の変化が目立ちにくいアボカドのような青果物では、外観の画像に加えて、鮮度変化予測情報を用いて食べ頃を判定することが効果的である。
 図35は、アボカドの環境指標履歴情報の一つである積算二酸化炭素呼吸量と、アボカドの硬度、アボカドのL-グルタミン酸含有量、アボカドの食べ頃との関係を示したグラフである。アボカドの食べ頃の指標は、実際にアボカドを切って確認した結果から得られたものとする。図35に示したグラフから、アボカドの食べ頃がピークとなる積算二酸化炭素呼吸量はおよそ8000ml/kgである。
 従って、アボカドの外観の画像に加えて、アボカドの環境指標履歴情報から出力される鮮度変化予測情報を用いることで、判定装置2010は、機械学習モデルだけを用いる場合と比較して、アボカドの食べ頃を精度よく判定することができる。
 アボカドの環境指標履歴の一つである積算呼吸量と、アボカドの硬度変化率、果皮色変化率、及び味変化率とには相関関係がある。従って、判定装置2010は、アボカドの環境指標履歴情報からアボカドのある時点での積算呼吸量を推定し、推定した積算呼吸量と、アボカドの鮮度変化予測情報とを照合することで、アボカドの硬度、果皮色、味がどの程度変化したかを予測できる。そして、判定装置10は、アボカドの硬度、果皮色、味の変化の予測結果を用いて、アボカドの食べ頃を判定できる。
 図36は、鮮度変化予測情報を用いたアボカドの食べ頃の判定に用いる機械学習モデルを生成するためのデータセットの一例を示す図である。図36では、1番から12番までのデータが示されており、この中の4番、6番を除いたデータで機械学習モデルが生成されたとする。なお図36には示していないが、図36のデータにそれぞれ対応するアボカドの外観の画像を用いて、畳み込みニューラルネットワークの機械学習モデルが別途生成されている。もちろん、学習モデルの生成に用いられるデータは図12に示したものに限定されない。
 そして、判定装置2010は、畳み込みニューラルネットワークによる処理結果と、多層パーセプトロンによる処理結果とを結合することで、判定対象のアボカドについて食べ頃を判定する。これにより、判定装置2010は、アボカドの外観の画像と、アボカドの鮮度変化予測情報とを用いて、アボカドの食べ頃を判定することができる。
 上述した具体例では、追熟する青果物としてバナナ及びアボカドを挙げたが、本開示は係る例に限定されない。追熟し、追熟に伴って外観が変化する青果物であれば、判定装置2010は、同様に畳み込みニューラルネットワークを用いて当該青果物の食べ頃を判定することができる。
 以上説明したように、本開示の実施形態によれば、青果物毎に生成された機械学習モデルを用いて、収穫された青果物の外観の画像を解析することで、その青果物の食べ頃を、消費者が口にする前に判定できる判定装置2010を提供することができる。また、本開示の実施形態によれば、収穫された青果物の外観の画像に加え、青果物の環境指標履歴情報から得られる鮮度変化予測情報を用いることで、青果物の食べ頃を、より精度よく判定できる判定装置2010を提供することができる。
 なお、上記各実施形態でCPUがソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行した鮮度予測処理を、CPU以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なPLD(Programmable Logic Device)、及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、鮮度予測処理を、これらの各種のプロセッサのうちの1つで実行してもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGA、及びCPUとFPGAとの組み合わせ等)で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
 また、上記各実施形態では、鮮度予測処理のプログラムがROMまたはストレージに予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の非一時的(non-transitory)記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
 10 鮮度予測装置
 20 記憶装置
 30 情報処理装置

Claims (30)

  1.  青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び前記青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報を記憶する記憶部と、
     前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する出力部と、
    を備える、鮮度予測装置。
  2.  前記記憶部は、前記環境指標履歴情報として、前記保管環境の温度情報を取得して蓄積した温度履歴情報を蓄積し、
     前記出力部は、前記温度履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する、請求項1に記載の鮮度予測装置。
  3.  前記温度履歴情報は、前記保管環境における温度の実績値と、前記保管環境において予め定められた温度条件の固定値と、を合計したものである、請求項2に記載の鮮度予測装置。
  4.  前記記憶部は、前記環境指標履歴情報として、前記保管環境の湿度情報を取得して蓄積した湿度履歴情報を蓄積し、
     前記出力部は、前記湿度履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する、請求項1~3のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  5.  前記湿度履歴情報は、前記保管環境における湿度の実績値と、前記保管環境において予め定められた湿度条件の固定値と、を合計したものである、請求項4に記載の鮮度予測装置。
  6.  前記鮮度変化予測情報は、前記青果物の収穫時期及び収穫地の情報を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  7.  前記鮮度変化予測情報は、対象となる前記青果物の外観、味、匂い、硬度、成分、食感又は重量の少なくともいずれかの変化に応じて更新される、請求項1~5のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  8.  前記鮮度変化予測情報は、対象となる前記青果物の積算呼吸量に基づいて更新される、請求項1~5のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  9.  前記鮮度変化予測情報は、前記青果物を包装する包装材の材質、特性、厚さ、又は形態の少なくともいずれかの情報を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  10.  前記鮮度変化予測情報は、前記青果物の保管環境における酸素濃度又は二酸化炭素濃度の変化に関する情報を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  11.  前記出力部は、前記鮮度予測情報として、前記環境指標履歴と、前記鮮度変化予測情報に関して予め与えられている青果物に関する鮮度基準とを照合して比較した可視化データを出力する、請求項1~10のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  12.  前記鮮度基準は、前記青果物の食べ頃に関する情報、消費者が前記青果物を購入してから消費するまでの推奨期間、前記青果物の外観、甘味、酸味、香り又は食感の少なくともいずれかについて予測される情報を含む、請求項11に記載の鮮度予測装置。
  13.  前記記憶部は、前記青果物が収穫された産地において取得された前記青果物の収穫時外観画像と、前記産地から前記青果物が消費される消費地まで輸送される間において取得された前記青果物の輸送中外観画像と、を記憶し、
     前記環境指標履歴情報と、前記収穫時外観画像と、前記輸送中外観画像とを蓄積し、
     前記出力部は、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する、請求項1に記載の鮮度予測装置。
  14.  前記記憶部は、前記収穫時外観画像及び前記輸送中外観画像を、前記青果物が前記産地から前記消費地まで輸送される間において用いられる端末から取得する、請求項13に記載の鮮度予測装置。
  15.  前記出力部は、所定の条件を満たした場合に、前記青果物の輸送中外観画像の取得を促すアラート情報を送信する、請求項13又は14に記載の鮮度予測装置。
  16.  前記所定の条件は、前記青果物を追跡可能な情報に基づいて、前記青果物の輸送状況に変化が生じたことである、請求項15に記載の鮮度予測装置。
  17.  機械学習モデルを用いて、前記青果物の外観が撮像された画像に対する分析処理を実行する画像分析部と、
     前記分析処理の結果に基づいて前記青果物の食べ頃を判定する判定部と、
     前記判定部の判定結果を用いて、深層学習によって前記機械学習モデルを学習する学習部と、
     をさらに備え、
     前記出力部は、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する、請求項1に記載の鮮度予測装置。
  18.  前記画像分析部は、順伝播型ニューラルネットワークを用いて前記分析処理を実行する、請求項17に記載の鮮度予測装置。
  19.  前記画像分析部は、畳み込みニューラルネットワークを用いて前記分析処理を実行する、請求項18に記載の鮮度予測装置。
  20.  前記画像分析部は、前記画像を赤、緑、青に分解した上で前記分析処理を実行する、請求項17~19のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  21.  前記判定部は、前記分析処理の結果及び前記鮮度変化予測情報に基づいて前記青果物の食べ頃を判定する、請求項17~20のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  22.  前記出力部は、順伝播型ニューラルネットワークによって、前記環境指標履歴情報を用いて前記鮮度変化予測情報を出力する、請求項21に記載の鮮度予測装置。
  23.  前記判定部は、前記鮮度変化予測情報として前記青果物の積算酸素消費量、積算二酸化炭素排出量、積算相対湿度の少なくともいずれかを用いて前記青果物の食べ頃を判定する、請求項21又は22に記載の鮮度予測装置。
  24.  前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいて、所定の時点から将来の時点に至るまでの前記青果物の食べ頃に関する時系列データを予測する予測部をさらに備える、請求項17~23のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  25.  前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいて、前記青果物の特定の食べ頃となる時点を予測する予測部をさらに備える、請求項17~24のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  26.  前記予測部は、人工回帰型ニューラルネットワークによって、前記青果物の特定の食べ頃となる時点を予測する、請求項25に記載の鮮度予測装置。
  27.  前記青果物は追熟する青果物である、請求項17~26のいずれか1項に記載の鮮度予測装置。
  28.  コンピュータによって、
     青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報が出力される
     鮮度予測方法。
  29.  青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報、及び青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報に基づいた前記青果物に係る鮮度予測情報を出力する
     処理をコンピュータに実行させる鮮度予測プログラム。
  30.  青果物が収穫された産地から消費地まで輸送される間の前記青果物の保管環境における環境指標の情報を取得して蓄積した環境指標履歴に関する環境指標履歴情報と、
     前記青果物の種類毎の環境指標履歴と前記青果物の鮮度変化との相関に関する鮮度変化予測情報と、
     を含み、前記環境指標履歴情報及び前記鮮度変化予測情報に基づいて前記青果物に係る鮮度予測情報が出力される、データ構造。
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