野性コウモリが繰り広げる大規模空間ナビゲーション戦略に関する実験的・数理的追究

野生蝙蝠开发的大规模空间导航策略的实验和数学研究

• 批准号: 15J03861
• 负责人: 角谷 美和
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J03861/
• 关键词: コウモリ; 超音波センシング; 数理モデリング; ソナー入力特性; 超音波バイノーラルエコー; ミニチュアダミーヘッド; ヒューマンエコ―ロケーション; 物体弁別; 野外計測; 音響的視野; ヒューマンエコーロケーション; 飛行; attention

昨年度より研究実施計画は大きく分けて2つの計画から構成されていた。1つ目の計画は、2匹の獲物を見失うことなく連続して捕食するためのコウモリの飛行と音響の選択的注意の運用方法を検討することと、またその過程において数理モデルの整合性についても検討すること、であった。一方2つ目の計画は、ソナーの出力特性だけではなく入力（エコー聴取）・出力（飛行・パルス放射）双方の特性を考慮した数理モデルに拡張するために、コウモリが超音波エコーから何がどのように見えているのかをヒトを用いた音響心理実験を通じてトップダウン的に理解すること、であった。昨年度は論文投稿など1つ目の研究計画をメインに進めていたため、今年度は2つ目の研究計画の方に特に力を入れて研究した。標準サイズのダミーヘッドを超音波の波長サイズに合わせて縮小したミニチュアダミーヘッドにより計測した超音波バイノーラルエコーを用いて、晴眼かつ健聴なエコーロケーション未経験者を対象に形状、テクスチャー、材質弁別に関する基礎データを計測した。その結果、コウモリのエコーロケーションパルスを模擬した超音波信号を用いることで、視覚情報のみではその形の違いが分かりにくい物体であっても、エコー情報から弁別できることがわかった。また音響分析および統計モデル解析から、ラウドネスや音色を音響的手掛かりとすることで物体の形状やテクスチャーを弁別できることもわかった。現段階では、ピッチ変換した超音波バイノーラルエコーを被験者にパッシブに聴かせて物体を弁別させる実験系であるが、今後、被験者がアクティブセンシングにより複数の獲物を（自身も移動しながら）捕らえる実験系に拡張できれば、ヒトの感覚知覚を利用した、数理モデルにおける入出力特性の評価や、コウモリのソナー戦略の理解に対する新たなアプローチが可能になると期待できる。

Last year, the research implementation plan was divided into two parts. 1. The application method of flight and sound selection attention in the process of planning, 2. The mathematical integration of predation and sound selection is discussed. A side of the 2-point plan, the output characteristics of the system, the input force (flight) and the output force (flight) are considered. The mathematical characteristics of the ultrasonic wave are considered. Last year's papers were submitted to the Ministry of Science and Technology, and this year's research plan was submitted to the Ministry of Science and Technology. Standard ultrasonic wave wavelength measurement is based on the measurement of ultrasonic wave wavelength, shape, and material characteristics. As a result, the ultrasonic signal is used in the image processing, and the image processing information is used in the image processing. Sound analysis, statistics, analysis, sound quality, hand hanging, object shape, sound quality, etc. At this stage, the ultrasonic wave is transmitted to the receiver, and the object is separated from the receiver. In the future, the receiver is transmitted to the receiver, and the object is separated from the receiver (Self-movement) Capture system, tension, sensing, utilization, mathematical analysis, input force characteristics, evaluation, and understanding of the solution strategy.

项目成果

Three-dimensional sonar beam control of FM echolocating bats during natural foraging revealed by large scale microphone array system

大型麦克风阵列系统揭示了自然觅食过程中FM回声定位蝙蝠的三维声纳波束控制

• 发表时间: 2015
• 作者: Kazuya Motoi;Miwa Sumiya;Dai Fukui;kohta I. Kobayasi;Emyo Fujioka;Shizuko Hiryu
• 通讯作者: Shizuko Hiryu

生命医科学研究科 脳神経行動工学研究室（角谷美和）

生物医学科学研究生院神经行为工学研究室（角谷美和）

Mathematical modeling of flight and acoustic dynamics of an echolocating bat during multiple-prey pursuit

回声定位蝙蝠在多重猎物追逐过程中飞行和声学动力学的数学模型

• 发表时间: 2015
• 作者: M. Sumiya;E. Fujioka;Y. Watanabe;S. Hiryu;and I. Aihara
• 通讯作者: and I. Aihara

3次元音響動態計測に基づいた採餌飛行中の野生FMコウモリのソナービームパターンの分析

基于 3D 声动力学测量的野生 FM 蝙蝠在觅食飞行期间的声纳波束模式分析

• 发表时间: 2015
• 作者: Yuki SARUMARU;Miwa SUMIYA;Taito BANDA;Kaoru ASHIHARA;Kohta I. KOBAYASI;Shizuko HIRYU;本居和也，角谷美和，藤岡慧明，渡辺好章，力丸裕，太田哲男，飛龍志津子
• 通讯作者: 本居和也，角谷美和，藤岡慧明，渡辺好章，力丸裕，太田哲男，飛龍志津子

生命医科学研究科 脳神経行動工学研究室

生物医学科学研究生院神经行为工学研究室