Fundamental study on marine biological imaging and monitoring using multi-wavelength excitation fluorescence photographing technique

多波长激发荧光摄影技术海洋生物成像与监测基础研究

基本信息

批准号：
20K06217
负责人：
古島靖夫
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

簡便・安価に海洋生物（藻類やサンゴ）が発する蛍光を多波長で画像として捉え、その結果を基に生物判別や健康度が広域的に把握できる海洋生物マッピングと環境計測の基盤技術を構築することが本研究の目的である。COVID-19の影響により、令和２年度、３年度は、４種の励起光（多波長励起の機能）を有する多波長励起蛍光撮影装置の設計と開発に時間を費やした。令和5年度には、多波長励起撮影装置を用いて現場撮影試験（筑波大学下田臨海実験センター屋外水槽、近隣海域、西海区水産研究所屋外水槽等）を行った。また、小型ROVに本装置を搭載し、広域における撮影試験を試みた。小型ROVを用いた海底マッピング試験は、筑波大学下田臨海実験センター付近海域と2022年11月に石垣島で開催されたサンゴ礁学会における自由集会時のデモンストレーションとして実施した。この試験を通じて、ROV搭載時のバランスや走行性の問題など改善すべき点を洗い出すことが出来た。本研究の当初計画では、令和４年度を最終年度とし、開発した多波長励起蛍光撮影装置による画像データを蓄積し、多波長蛍光画像の基準化手法を構築すると共に海洋生物マッピングへの有効利用を考慮した研究成果の取りまとめを行なう予定であった。しかしながら、装置開発の遅れなどにより、蛍光画像データの取得が大幅に遅れ、多波長蛍光画像の基準化手法の構築に着手できなかった。そこで、令和５年度まで本研究の期間を延長し、蛍光画像解析の専門家を交えて蛍光画像の蓄積と画像処理法を提示することとした。また、本装置が近底層における混合環境を可視化するためのツールとして利用できるか、海洋生物イメージングとモニタリングを実施する装置として製品化できるか否かを研究所や民間企業で試験運用してもらい精査することとした。

这项研究的目的是轻松，廉价地捕获海洋生物（藻类和珊瑚）作为多个波长的图像发出的荧光，并根据结果构建海洋生物生物映射和环境测量的基本技术，这些技术可以根据结果掌握生物学歧视和健康水平。由于Covid-19的影响，在2020年和2020年，我们花了一些时间设计和开发具有四种激发光（多波长激发的功能）的多波长荧光成像设备。 2023年，使用多波长激发成像设备（用于Shimoda Seaside实验中心的户外水族馆，附近的海洋地区，Nishikai Ward渔业研究所的户外水族馆等）进行了现场摄影测试。此外，该设备还安装在小房子上，并进行了大型的射击测试。使用小型ROV进行的海底映射测试是在Tsukuba大学Shimoda Seaside实验中心附近的Waters和2022年11月在2022年11月举行的Coral Reef Society的免费会议上进行演示的。通过此测试，我们能够确定需要改进的问题，例如安装ROV时需要得到改善和驱动ROV时的驾驶性能。这项研究的最初计划是将2022年作为最后一年，并使用开发的多波长激发荧光成像设备积累图像数据，为多波长荧光图像构建标准化方法，并考虑在海洋生物映射中有效使用的研究结果。但是，由于设备开发的延迟，荧光图像数据的获取被显着延迟，并且不可能启动一种标准化多波长荧光图像的方法。因此，这项研究的周期延长至2023财年，并提出了荧光图像和图像处理方法的积累，并在荧光图像分析方面进行了专家。此外，研究机构和私人公司决定进行彻底的调查，以查看该设备是否可以用作可视化近基础层中混合环境的工具，或者是否可以将其作为执行海洋生物成像和监测的设备进行商业化。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

蛍光撮影技術を生かした海洋生物イメージングとモニタリング－ⅥI

使用荧光成像技术对海洋生物进行成像和监测 - VII

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Euichi Hirose;Daisuke Sakai;Akane Iida;Yumiko Obayashi;Jun Nishikawa;古島靖夫
通讯作者：
古島靖夫

多波長励起蛍光撮影装置を搭載した簡便・安価な小型ROVの開発

开发配备多波长激发荧光成像装置的简单且廉价的小型ROV

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
F. Sinniger;S. Mills;D. Macpherson;古島靖夫，鈴木貞男，Sylvain Agostini，和田茂樹，山下洋，山北剛久
通讯作者：
古島靖夫，鈴木貞男，Sylvain Agostini，和田茂樹，山下洋，山北剛久

Wide area seafloor imaging by a low-cost AUV

利用低成本 AUV 进行广域海底成像

DOI：
10.1109/ieeeconf38699.2020.9388993
发表时间：
2020
期刊：
Global Oceans 2020: Singapore - U.S. Gulf Coast. IEEE, 2020.
影响因子：
0
作者：
Noguchi Yukiyasu;Sakamaki Takashi;Ito Shohei;Humblet Marc;Furushima Yasuo;Maki Toshihiro
通讯作者：
Maki Toshihiro