食品安全リスク評価のための新しい変動係数類似度測度を備えた統合立方ピタゴラス曖昧MAIRCAモデル

なぜより安全な食品の選択が重要か

人々は毎日、食べ物に関して数え切れないほどの選択をし、皿に載った食品が安全であることを信頼しています。それでも汚染された食品により毎年何億人もの人々が病気になります。現代の食品供給チェーンは大陸をまたぎ、多くの企業や規制当局が関与し、膨大で不完全なデータを生み出します。本稿は、一見単純だが影響の大きい問いに取り組みます。すなわち、情報が不確実で不完全であり人間の判断に左右される場合に、当局はどうすれば地域間の食品安全リスクを信頼性をもって比較できるのか、という問題です。

食品安全の評価における課題

食品安全は単一の要因で左右されるものではなく、農薬残留基準、工場の衛生状態、ラベルがリスクをどれだけ明確に伝えるか、リコール時に製品がどれだけ追跡しやすいかなど、規則や実務が絡み合っています。これらの基準はしばしば相反し、明確な数値が欠けることが多いです。検査官や専門家は「非常に良い」や「ややリスクがある」といった曖昧な表現で状況を記述せざるを得ず、意見が分かれることもあります。従来の意思決定ツールは通常、正確な数値入力を必要とし、曖昧な専門家意見と散発的な測定値を組み合わせるのが苦手であるため、リスクの順位付けが不安定または誤解を招くことがあります。

不確実性を扱うより賢い方法

著者らは「ファジィ」数学の進展に基づいています。これは白黒の判定ではなくグラデーションを扱うための手法群です。本フレームワークでは、例えばある地域の衛生状態に関する各専門家の判断を単一のスコアではなく、可能な値の範囲とためらい（不確かさ）の許容を含む形で表現します。この豊かな記述は、ためらいや意見の相違を一つの数値に押し込める代わりに保持します。さらに、こうしたファジィな記述同士の類似性を測る新しい方法を導入し、二つのよく知られた比較概念を統合した類似度指標を構築します。この指標はモデル内部で主要な役割を果たし、どの安全基準が重要かの重み付けと、各地域が理想的または最悪のパフォーマンスからどれだけ離れているかの評価の両方に寄与します。

専門家の洞察と実測データのバランス

リスク評価は最終的に各安全基準にどれだけの重要性を割り当てるかにかかっています。本手法は専門家の序列のみや統計的変動のみのいずれかに頼るのではなく、両者を組み合わせます。まず専門家が基準を重要度順にランク付けし、「主観的」重みを作成します。同時に、新しい類似度指標がデータを走査して、どの基準が地域間の差異を最も鋭く識別するかを見つけ出し、「客観的」重みを導きます。調整用のパラメータがこれら二つの情報源を最終的な重みへとブレンドし、規制当局が専門家の経験にどれだけ依存するか、あるいはデータパターンを重視するかを透明性を保ったまま調整できるようにします。

中国の地域でのモデル検証

手法の実用性を示すために、著者らは中国の主要5地域（東部、南部、西部、中部、北部）について、残留基準、表示とトレーサビリティ、衛生、工程基準、輸入管理、衛生規則など7つの共通規制次元を用いて食品安全リスクを評価します。3人の専門家がそれぞれ、各地域が各基準でどの程度の性能を示すかを「かなり重要」「非常に重要」などの言語尺度で評価し、それをモデルが必要とするファジィ形式に変換します。フレームワークは各地域が仮想の最良基準および最悪基準からどれだけ離れているかを計算し、結合重みに基づいてこれらのギャップを全基準にわたって集約し、各地域の総合的なリスクスコアと順位を算出します。

結果が示すこととその意義

分析の結果、研究対象の5地域のうち東部中国が最も食品安全リスクが低く、次いで南部および西部、中国の中部と北部が後れを取ることがわかりました。重要なのは、著者らが主観的重みと客観的重みのバランスや類似度指標の挙動を変えても、ランキングがほとんど変わらなかった点です。この安定性は、結論がいずれか一つのモデル選択の脆弱な産物ではないことを示唆します。政策担当者にとって、このフレームワークは科学的根拠に基づくダッシュボードを提供します。どの地域に最も注意が必要か、どの基準がリスクに最も寄与しているかを示します。一般市民にとっての要点は、高度な数学が混乱や対立する意見を整理し、食品安全の改善の優先順位付けをより明確かつ公平に行い、最終的には危険な製品が消費者に届く可能性を減らすのに役立つということです。

引用: Liu, Z., Weng, Z., Ksibi, A. et al. An integrated cubic Pythagorean fuzzy MAIRCA model with novel variation coefficient similarity measure for food safety risk assessment. Sci Rep 16, 11323 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39302-z

キーワード: 食品安全, リスク評価, 意思決定, ファジィ論理, 中国