A mechanism of insect behavior emerging through a microbrain

通过微脑出现的昆虫行为机制

基本信息

  • 批准号:
    11168211
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.74万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The purpose of this study is to make a model of an olfactory information system of an insect based on biological and physiological results, to reconstruct a robot system, and to evaluate it. The investigated behavior is a pheromone orientation behavior of a male silkworm moth, that is attracted by an odor of a female moth and reaches the female.In this study, we proposed an olfactory information system consisting of two elements. One was a model of an electroantennogram, and the other was a model of generation of orientation behavior. Considering the structure of an olfactory receptor cell and the chemical phenomena in it, the relationship between the intensity of stimuli and the amplitude of an electroantennogram was derived. That means the intensity of the pheromone stimuli can be estimated by an electroantennogram. Also using a template of a waveform of an electroantennogram, the detection can be done precisely. The validity of the models was shown using experimental results.The proposed dynamics model is based on the fact that an activity level of LAL-VPC region, which is in an arteria cerebri media, oscillates slowly with the time constant which is determined by a neuromodulator. The model made a long time response of behavior. The simulation confirmed that very short time stimuli of pheromone made a serial pattern of orientation behavior. A small robot with these models was made, and it generated the behavior pattern in a field of pheromone. Since this robot reached a source of pheromone 15 cm away, it showed the validity of models. By comparing the behavior of the robot with one of a silkworm moth, the evaluation was made statistically.
本研究的目的是根据生物学和生理学的结果,建立昆虫嗅觉信息系统的模型,重构机器人系统,并对其进行评价。研究的行为是雄蚕蛾被雌蛾气味吸引并到达雌蛾的信息素定向行为。一个是触角电位模型,另一个是定向行为产生的模型。根据嗅觉感受器细胞的结构和化学现象,导出了刺激强度与触角电位幅度之间的关系。这意味着信息素刺激的强度可以通过触角电位图来估计。同样使用天线电图的波形的模板,可以精确地进行检测。该动力学模型是基于大脑中动脉中的LAL-VPC区的活动水平随神经调节剂确定的时间常数缓慢振荡的事实。模型对行为进行了长时间的响应。模拟结果证实了信息素的短时刺激会产生一系列定向行为模式。用这些模型制作了一个小型机器人,并在信息素的作用下产生了行为模式。由于该机器人到达了15 cm外的信息素源,因此证明了模型的有效性。通过比较机器人和蚕蛾的行为,进行了统计评估。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
酒造正樹, 長澤純人, 神崎亮平, 下山勲: "カイコガの触角電位計測用テレメトリシステム"ロボティクス・メカトロニクス講演会'01. (予稿集). (2001)
Masaki Sakezo、Junto Nagasawa、Ryohei Kanzaki、Isao Shimoyama:“用于测量蚕蛾触角电位的遥测系统”机器人和机电一体化会议 01(论文集)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
下山勲,酒造正樹,竹内昌治: "飛翔昆虫のテレメトリ"日本時計学会誌. vol.44. 9-14 (2000)
Isao Shimoyama、Masaki Sakezo 和 Masaharu Takeuchi:“飞行昆虫的遥测”日本钟表学会杂志第 44 卷(2000 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
竹内昌治, 下山勲, 安藤規康, 神崎亮平: "スズメガの飛翔運動の計測"第8回アクアバイオメカニズム研究会講演会. 予稿集. (2001)
Shoji Takeuchi、Isao Shimoyama、Noriyasu Ando、Ryohei Kanzaki:“天蛾飞行运动的测量”第 8 届水族生物力学研究小组讲座(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
酒造正樹、長澤純人、下山勲、神崎亮平: "テレメトリシステムを用いたカイコガの自由歩行下における触角電位の測定"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. volume 1. 285-286 (1999)
Masaki Sakezo、Junto Nagasawa、Isao Shimoyama、Ryohei Kanzaki:“使用遥测系统测量蚕蛾自由行走时的触角电位”日本机器人学会第 17 届年会论文集第 1. 285-286 卷(1999 年)。 ) )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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Masaki Sakezo、Junto Nagasawa、Isao Shimoyama、Ryohei Kanzaki:“使用遥测系统测量昆虫触角电位”第 12 届生物工程会议记录 289-290 (2000)。
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