生物の集団行動ダイナミクスの解明と自律分散型通信システムへの展開

阐明生物体的集体行为动力学和自主分散通信系统的开发

• 批准号: 20H04144
• 负责人: 合原 一究
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04144/
• 关键词: 動物行動; 数理モデリング; 野外調査; 通信方式; 無線センサネットワーク; 野外計測; 無線ネットワーク; 無線センサーネットワーク

本研究課題では「生物の集団行動を自律分散型システムと捉えて実験的・数理的に研究し、その成果に基づいて高効率な通信方式を提案すること」を目的としている。この目的に従って、今年度は以下の課題に取り組んだ。・課題1:先端的音響計測システムによる合唱構造解析・課題2:空間構造を考慮した数理モデリング・課題3:無線センサネットワークにおける高信頼性に関する応用研究まず課題1では、筑波大学T-PIRCおよび石岡市において特定の周波数成分に反応して明滅を繰り返す音声識別装置「カエルホタル 2」とマイクロフォンアレイを田んぼに並べる野外調査を実施した。さらに、マイクロフォンによる音源定位・分離について、複数の手法を試すことで、その有効性を網羅的に検証した。課題2では、近接個体との距離や発声特性に応じて複数の行動状態を時間離散的に切り替える数理モデルの解析を進めた。この際、全体での消費エネルギー効率とコミュニケーションという、通信方式としての有用性にもつながる性質の評価をおこなった。これらに加えて、課題3では具体的な無線センサネットワークを考慮したシミュレーションをおこない、近接端末間でのパケット衝突とネットワーク全体での低電力性能の分析を進めた。上記の成果について生態学会、人工知能学会、鳥学会、生物音響学会などで発表したほか、数理モデル部分についてはJournal of Theoretical Biology誌にて査読付き学術論文として研究成果を公表した。

This research topic で は "biological の set 団 を self-discipline dispersible シ ス テ ム と catch え て be 験 · し に of mathematical research, そ の results に base づ い て high working rate な communication を proposal す る こ と" を purpose と し て い る. The <s:1> objective に従って and the following に topics of this year に are taken as the group んだ. Topic 1: apex of acoustics measuring シ ス テ ム に よ る chorus structure, topic 2: space structure を consider し た mathematical モ デ リ ン グ topic 3: wireless セ ン サ ネ ッ ト ワ ー ク に お け る high letter 頼 に masato す る 応 with research ま ず subject 1 で は, tsukuba university T - PIRC お よ び ishioka did the costumes, に お い て の cycle for specific ingredients に anti 応 し て Ming Destroy を Qiao り return す voice recognition device "カ エ ル ホ タ ル 2" と マ イ ク ロ フ ォ ン ア レ イ を field ん ぼ に and べ る field investigation を be applied し た. さ ら に, マ イ ク ロ フ ォ ン に よ る sound source localization, separation に つ い て, plural の を try す こ と で, そ の is sharper sex を snare に 検 card し た. Topic 2 で は, close to meet individual と の distance や 発 acoustic features に 応 じ て plural の action state を cut time discrete に り for え る mathematical モ デ ル の parsing を into め た. こ の interstate, all で の consumption エ ネ ル ギ ー sharper rate と コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン と い う, communication way と し て の usefulness に も つ な が る nature の review 価 を お こ な っ た. こ れ ら に plus え て, topic 3 で は specific な wireless セ ン サ ネ ッ ト ワ ー ク を consider し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を お こ な い, near the end of the end between で の パ ケ ッ ト conflict と ネ ッ ト ワ ー ク all で の low power performance の analysis を into め た. Written の results に つ い て ecological society, human knowledge can learn, birds society, biological stereo な ど で 発 table し た ほ か, mathematical モ デ ル part に つ い て は Journal of Theoretical Biology tzu に て check 読 pay き academic papers と し て research を male table し た.

项目成果

個人HP

个人生命值

筑波大学TRIOS

筑波大学 TRIOS

音響計測と信号処理に基づくスズムシの鳴き交わしの特徴分析

基于声学测量和信号处理的黑腹甲虫鸣叫交流特征分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 白坂誠浩;武田龍;河辺徹;合原一究
• 通讯作者: 合原一究

遺伝アルゴリズムを用いたオスガエルの発声行動戦略のモデル選択

遗传算法雄性青蛙发声行为策略模型选择

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邉直太;青柳富誌生;合原一究
• 通讯作者: 合原一究

Nonlinear Dynamics in Frog Choruses

青蛙合唱中的非线性动力学

• 发表时间: 2021
• 作者: 池谷真澄;羽富舞;藤田泰典;渡辺信博;堀田晴美;伊藤雅史;川口英夫;大澤郁朗;合原 一究
• 通讯作者: 合原 一究