The effects of interaction network on swarm intelligence in ants: Omics revolution in social insects

交互网络对蚂蚁群体智能的影响：社会性昆虫的组学革命

• 批准号: 18J20064
• 负责人: 庄司 一貴
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20064/
• 关键词: 複雑システム; 群知能; 集団意思決定; 社会性昆虫; ARトラッキング; マイクロインジェクション; マイクロロボット; ネットワーク

本年度は、蟻の群知能を個体間相互作用ネットワークの視点から解明するための実験装置、解析システム、実験方法の立ち上げを行った。蟻のコロニーの全個体の個体間相互作用を自動特定するために、AR（拡張現実）トラッキングシステムを構築した。ARタグを蟻に貼り付け、ARタグをカメラで撮影する。そして画像中のARタグの情報をよみとることで、全個体の個体番号、位置情報などの行動ビッグデータを取得することに成功した。行動ビッグデータを活用し、計算することで、蟻の個体間相互作用を自動特定することに成功した。個体間相互作用ネットワーク構造をネットワーク分析とシミュレーションにより、解明中である。さらに、個体間相互作用ネットワーク構造の機能を操作実験により直接解明するために、個体間相互作用のノックダウンとノックインの実験方法の開発に取り組んだ。個体間相互作用のノックダウンには、蟻個体に対する生理活性物質のマイクロインジェクションを用いる。実際に個体にインジェクションを行い、インジェクションによる行動パターンの変化を測定した。また、ノックインは、マイクロロボットで動かすことのできる微小ビーズをコロニー内に導入することで、相互作用の人為的追加、攪乱を行う。そのためのマイクロロボット制御、微小ビーズの開発に取り組んだ。コロニー内のどの個体に対して相互作用の実験操作を行うか選定するために、個体の生物学的特性データ（役割分担、行動特性）の自動取得を試みた。役割分担の自動特定をするために、行動ビッグデータを解析した。その結果、空間分布と活動性のみから個体の役割分担を自動特定できる可能性が示唆された。また、個体の行動特性を自動取得するために、ANTAMとよばれるサーボスフィア装置を用いて、移動軌跡を構成する最小単位である行動モチーフの特定を試みた。

This year, we will be able to learn about the interaction between two groups of people. This year, we will be able to understand the equipment, analyze the system, and use the method to improve the performance of the system. To automate the interaction between full-body and individual-to-individual systems, such as the automation of specific computers, the AR (automated communication), and the automation of individual interactions, the application will be implemented in a variety of ways. AR, please pay, and AR, please, make a movie. The AR image in the portrait shows the image of the person, the serial number of the whole body, and the location of the portrait. The action has been successfully completed. Actions are required to enable the active use of computers, to calculate the number of users, and to automate the success of interactions between specific users. The interaction between individual bodies is related to the analysis and analysis of the interaction between different bodies. The interaction between bodies can be realized directly by means of mechanical operation, and the method of interaction between individuals can be used to access the data. The interaction between individuals is different from each other, and the physiologically active substances from individual bodies are different from each other, and the physiologically active substances are used. The international community is not responsible for the operation of the market, the operation of the operation and the verification of the test. We need to make sure that there is a lot of information in the system, that is, in the system, in the system. In this paper, we need to improve the control and control of the system, and start the data acquisition system for the micro-system. In the system, the operation of the interaction between individuals and individuals is to select the characteristics of individual biology (service cutting sharing, movement characteristics) to obtain the test results automatically. The service cutting shares the automatic operation of the specific equipment, and the behavior of the operation is analyzed. The result of the test and the space distribution of the active equipment and the possibility of sharing the automatic specific fault by the individual service cutting indicates that it is possible to instigate the failure. The characteristics of individual and individual operations, such as automatic acquisition of mobile devices, automatic acquisition of mobile devices, and movement of mobile devices, can be used to achieve the minimum level of operation.

项目成果

Behavioral motif detection in ants

蚂蚁的行为模式检测

• 发表时间: 2018
• 期刊: Proceedings of the 62nd Annual Conference of the Institute of Systems, Control and Information Engineers (ISCIE)
• 作者: Kazutaka Shoji;Ryusuke Fujisawa;Naohisa Nagaya; Aiki Yamada;Adam L Cronin
• 通讯作者: Adam L Cronin

Identification of functional brain networks recruited by acute treadmill running at different intensities

识别不同强度的急性跑步机所招募的功能性大脑网络

• 发表时间: 2018
• 作者: H. KASAHARA;M. ISHIDA;R. MORIKAWA;A. NISHII;K. SHOJI;N. KUBOTA;T. NISHIJIMA;I. KITA
• 通讯作者: I. KITA

Image Stitching and AR Tracking to Visualize the Interaction Networks of Ants During Collective Behavior

图像拼接和 AR 跟踪可视化蚂蚁集体行为期间的交互网络

• 发表时间: 2018
• 期刊: JWEIN+NetEco2018, Special Interest Group On Emergent Intelligence on Network (SIG-EIN)
• 作者: 川口ゆり;中村航洋;友永雅己;Kazutaka Shoji
• 通讯作者: Kazutaka Shoji

アリ類における相互作用ネットワーク（英文）

蚂蚁的交互网络

• 发表时间: 2018
• 作者: Yuri Kawaguchi;Ikuma Adachi and Masaki Tomonaga;庄司一貴
• 通讯作者: 庄司一貴

Behavioral modification of LPS injected ants

注射 LPS 的蚂蚁的行为改变

• 发表时间: 2019
• 作者: Kazutaka Shoji;Naohisa Nagaya;Ryusuke Fujisawa
• 通讯作者: Ryusuke Fujisawa