Modeling the effects of Interaction Network in Ant Colony inferred by Video Tracking System in Dynamics of Task Allocation

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本年度は、数理モデルによる反応閾値モデルにおけるワーカー同士の相互作用の効果についての数値解析による研究、在来種の大型ありであるクロオオアリを用いた行動計測実験と、新たな計測システム構築のためのシステム開発を行った。数理モデルによる理論研究では、アリを含む社会性昆虫の労働分業を説明する数理モデルである反応閾値モデルは実際にどんな物理量が定量化できてワーカーの行動に関係するかは明らかになっていない。本研究では実際の現象との対応に着目し、ワーカー同士が情報を得るために個体間の相互作用を導入した。まず、既存の反応閾値モデルを大域結合系として捉えて、相互作用を導入したモデルと比較し、拡張モデルで相互作用を決定するネットワーク構造の影響をGini係数を用いて定量化した。Gini係数は経済学で富の不平等を定量化する指標で、ここではコロニー内での労働量の分配の偏りを定量化する指標として導入した。Gini係数によりネットワーク構造として2次元格子型では分業が起こりにくくなり、Scale-freeネットワークでは一部のより分業化が促され、Small-worldネットワークではさらに分業化が促されうることが示唆された。この点をより詳しく見るために餌を与えた後の行動変化を観測し、餌についての情報がどのように伝えられているかを明らかにするための行動計測を行い実際の黒大アリのコロニーにおいての個体間相互作用ネットワークの計測を試みている。また、現在のところ共同研究者での実験装置を利用しているが、さらに大規模なデータ解析を進めるために新しい計測システムの開発にも取り組んでいる。研究成果についての公表は、行動計測実験とシステム開発については行えていないが、数理モデルについての研究は、国内学会、国際学会での口頭発表を行い、国際研究集会において発表した内容を発展させ関連論文誌において発表を行った。