【技術動向レポート】食品工場×AI、日本企業の勝機はどこに？ ― 技術課題と特許動向から読み解く3つの注目領域
リーガルテック株式会社
食品工場のデータ不足、熟練者の暗黙知、既存設備との連携を「MyTokkyo.Ai」で調査
リーガルテック株式会社（本社：東京都港区、代表取締役CEO：平井 智之）は、特許調査・発明抽出プラットフォーム「MyTokkyo.Ai」を活用し、食品・飲料産業におけるAI開発の技術課題と、関連する国内特許動向を調査した。
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本調査では、食品工場における現場データの収集・活用、味・香り・食感などの官能評価、既存設備との連携、品質検査、需要予測・自動化に関する国内特許を分析した。
その結果、「現場データの不足・不統一」「熟練者の暗黙知のデータ化」「既存設備との連携」の3つが、食品工場へのAI導入を進めるうえでの主要な技術課題として抽出された。
調査結果の要点
・品質検査や官能評価では、画像認識、センサーデータ分析、生成AIなどを活用する国内特許が確認された。
・需要予測や自動化では、機械学習による注文予測、飲料提供、ロボット制御の最適化に関する技術が確認された。
・一方、現場データの標準化や、古い製造設備とAIを接続する技術は、今回の検索範囲では関連出願が相対的に限定されていた。日本企業が持つ製造現場のデータや設備運用ノウハウを生かせる可能性がある。
国内特許出願が活発な技術領域
今回の検索結果から、食品工場におけるAI活用に関連して、次の技術領域で国内特許出願が確認された。
（図）食品・飲料産業における国内特許出願が活発な技術領域と注目企業・研究機関
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※MyTokkyo.Aiで作成
図のとおり、国内特許出願は「現場データの不足・不統一」「熟練者の暗黙知のデータ化」「既存設備との連携」「品質検査の自動化」「需要予測・自動化」の5領域で確認された。品質検査では、画像認識、近赤外光、紫外線励起蛍光などを用いた異物検出技術が複数出願されている。需要予測・自動化では、TechMagic株式会社による飲料自動提供システムの登録特許（特許第7303573号）などが確認された。
このうち、日本企業が持つ製造現場のデータや設備運用ノウハウを生かしやすく、今後の開発・知財化が注目される3領域を取り上げる。
今回の調査で見えた3つの注目領域
1．現場データの収集・標準化
食品工場では、温度、湿度、製造条件、検査結果などの収集方法や保存形式が工場ごとに異なる。AIの学習に必要なデータを同じ形式で蓄積することが難しく、特に中小規模の工場では、センサーの導入が進んでいないことや、データ量が不足していることも課題である。
関連特許では、センサーデータに主成分分析、クラスタ分析、判別分析などを適用し、飲料供給装置の状態や品質を判定する技術が確認された。富士電機株式会社による機械学習を用いた品質判定技術など、装置から得られるデータを品質管理に活用する取り組みが進んでいる。
今後は、工場や設備ごとに異なるデータを共通形式へ変換する技術や、既存設備にも後付けしやすい低コストなデータ収集技術が重要となる。
2．官能評価と熟練判断のAI化
食品の調味、検品、品質判定では、熟練者の「勘」や「経験」が重要な役割を担っている。一方、味、香り、食感などの官能評価は言語化・数値化が難しく、そのままではAIの学習データとして利用しにくいという課題がある。
今回の調査では、食品の味や香りの変化を生成AIで表現する技術や、官能評価を数値化して品質判定に利用する技術が確認された。ハウス食品株式会社では、ニューラルネットワークやトランスフォーマーを活用し、食品の味・香りを生成AIで表現する技術が開発されている。
今後は、味覚・嗅覚センサー、画像情報、製造条件、熟練者のコメントなどを組み合わせ、品質判断の根拠まで示せるAIが注目される。
3．既存設備とAIをつなぐ技術
食品工場では、導入から10～20年以上経過した製造設備も多く稼働している。こうした設備は、AIとの接続を前提として設計されていないため、PLCやMES（製造実行システム）から必要なデータを取得し、AIへ連携するためのインターフェースが必要である。
関連特許では、AIチャットボットを利用したユーザー支援や、プロセスデータを分析して食品ハンドリングシステムを制御する技術が確認された。一方、今回の検索範囲では、既存設備とAIをつなぐ技術に関する出願は相対的に限定されていた。
食品機械メーカーや制御機器メーカーが持つ設備仕様、保守、運用に関する知見は、既存設備とAIを接続するミドルウェアやインターフェースの開発に生かせる可能性がある。
なお、これらは「特許が存在しない領域」や「完全なホワイトスペース」であることを示すものではない。今回設定した検索条件の範囲で、関連する出願が相対的に限定されていた領域、または今後の市場拡大が見込まれる領域として整理したものである。
MyTokkyo.Aiについて
MyTokkyo.Aiは、特許調査、発明内容の整理、関連特許の要約・比較、発明提案書や出願準備資料の作成を支援する、特許調査・発明抽出プラットフォームである。
調査目的や技術内容を自然文で入力することで、AIエージェントが特許データベースを参照し、関連特許の検索、要約、比較、技術資料との対比などを支援する。
主な機能：
・自然文による特許調査
・関連特許の検索、要約、比較
・技術資料と特許公報の対比
・発明の課題、解決手段、効果の整理
・発明提案書や出願準備資料の作成支援
製品ページ：
https://www.tokkyo.ai/pvt/
調査方法と留意事項
調査対象：日本の公開特許・登録特許（2021年1月1日以降の出願）
調査方法：食品・飲料、食品工場、官能評価、品質検査、製造設備、需要予測などの技術キーワードと、AI、機械学習、深層学習、生成AI、画像認識などの関連キーワードを組み合わせて検索し、MyTokkyo.Aiを用いて技術課題、解決手段、出願人などを整理した。
※本文に記載した特許番号や出願番号から、MyTokkyo.Ai上で該当する特許情報を確認できる。
※本調査は、設定した検索条件に基づく抽出結果であり、関連するすべての特許を網羅するものではない。
※「関連出願が相対的に限定されている」との記載は、関連する特許が存在しないことを意味するものではない。
※本調査は、特許権侵害の有無、特許性、無効性、事業実施の可否などに関する法的判断を行うものではない。
※本調査は、日本国内の公開特許・登録特許を対象としており、海外特許や国際比較は調査対象に含まない。
会社概要
会社名：リーガルテック株式会社
設立：2021年3月
資本金：4億9,300万円（資本準備金含む）
代表取締役CEO：平井 智之
所在地：東京都港区虎ノ門5-13-1 虎ノ門40MTビル4F
URL：
https://www.legaltech.co.jp/
事業概要：
・特許調査・発明抽出プラットフォーム「MyTokkyo.Ai」の提供・開発
・知の資産化ナレッジベース「IPGenius」の提供・開発
・秘密情報の共有データルーム「リーガルテックVDR」の提供・開発
プレスリリース提供：PR TIMES
記事提供：PRTimes
