全方位移動型昆虫トレッドミルを用いた昆虫の状況適応的な行動選択過程のモデル化

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本研究では，カイコガ雄成虫の雌探索行動を主な観測対象として，昆虫が有する環境・身体の特性と神経情報処理の相互作用から生じる状況適応的な行動選択指標の獲得に取り組む．2018年度は，研究計画に沿って全方位移動型昆虫トレッドミルという新奇の計測系の設計と構築を行い，システムの評価実験を実施した．主に，カイコガの行動計測系と駆動のための制御系設計を行った．全方位移動型昆虫トレッドミルは昆虫（カイコガ）の行動量に応じて移動するため，カイコガは計測装置上にいながら実環境下を匂い源探索する．そのため，従来の特殊環境下での生物実験から脱し，よりリアルな状況下での嗅覚刺激に対する適応行動が計測可能となる．カイコガは多脚昆虫であることから進行方向に対して直行する方向にも移動することが考えられる．そこで，全方位移動型昆虫トレッドミルの駆動系には全方向に移動可能なオムニホイールを採用し，カイコガの移動量を制約無しに反映するようにした．全方位移動型昆虫トレッドミル自体の移動速度はトレッドミルで計測されるカイコガの移動速度と同じになるように制御器を構築した．全方位移動型昆虫トレッドミルのカイコガ行動計測系と移動のための駆動系の評価実験として，全方位移動型昆虫トレッドミルにカイコガを配置し，フェロモン源探索を行わせた．その結果，システムは探索の初期姿勢に関係なくフェロモン源に定位可能であった．このことから，全方位移動型昆虫トレッドミルの基礎設計に成功した．