非定常環境におけるベイズ意思決定モデルを用いたレヴィウォーク現象の解明

在非平稳环境中使用贝叶斯决策模型阐明 Lévywalk 现象

• 批准号: 21K12009
• 负责人: 篠原 修二
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Tokyo Denki University (2022)The University of Tokyo (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12009/
• 关键词: レヴィウォーク; べき分布; 指数分布; 目的指向的; 逆ベイズ推定; 採餌行動; 無根拠な確信

生物の歩行パターンがレヴィウォークかブラウニアンウォークかを判定するために、ステップ長の出現頻度分布がべき分布に従うのか指数分布に従うのかの比較がなされてきた。しかし実際のデータは両者のいずれにも分類されないものも多い。我々は、べき分布と指数分布を特殊な場合として含むような一般的な分布を提案した。この分布を導入することで、べき分布と指数分布の間の中間的な分布もモデル化することも可能になる。ダンゴムシの歩行データから算出されたステップ長の出現頻度分布に対して提案分布のフィッティングを行った。さらにステップ長の時系列データから自己相関係数を算出し、形状パラメータと時間依存性の関連性を調査した。その結果、時間依存性が強いほど頻度分布の形状が指数分布よりもべき分布に近くなる傾向が示された。レヴィウォークの中でも特に指数が2のCauchy walkに近いものがしばしば観察されており、なぜそのような行動が出現するのかが議論されてきた。我々は、目的指向的タスクにおいてCauchy walkが普遍的に表れることを示す。目的指向的タスクとは、目的は明確であるが、それを達成するための手段が複数存在し、一意に定まらないようなタスクである。エージェントが2次元空間においてある確率分布から生成されたデータを観測し、その分布の中心座標を推定するタスクを扱う。エージェントはデータ生成分布に対する仮説として確率分布のモデルを持ち、データが観測されるたびにそのデータの出現確率が高くなるようにモデルを修正する。これを実現するためには、モデルの中心を観測データに近づける必要があるが、モデルとして2次元正規分布を採用した場合、中心の修正方向に任意性が生じる。このように目的指向的タスクおいて、移動量を最小にするという制約の有無が、ブラウニアンウォークとレヴィウォークの違いを生む一つの要因である可能性が示唆された。

The distribution of the occurrence frequency of the species length, the exponential distribution, and the comparison of the occurrence frequency of the species length. In the middle of the night, there are many kinds of people in the middle of the night I have a special case, an exponential distribution, and a general distribution. This distribution is introduced into the medium between the exponential distribution and the exponential distribution. For example, if you want to make a reservation, you can make a reservation. The correlation coefficient of the time series is calculated, and the correlation between the time series and the shape is investigated. The results, time dependence, shape of frequency distribution, exponential distribution, close distribution, etc. are shown. The index of Cauchy walk is 2. The index of Cauchy walk is 2. I want to show you how to do it. The purpose of the target is clear, and the means to achieve it are plural. 2-dimensional space, accurate distribution, estimation of center coordinates The accuracy of the distribution of data generated by the system is higher than that of the control system. In this case, it is necessary to use the two-dimensional regular distribution and the correction direction of the center. The purpose of this article is to minimize the amount of movement, restrict the existence of a problem, and indicate the possibility of a problem.

项目成果

Evaluation of turn alternation in pill bugs using omnidirectional motion compensator ANTAM

使用全向运动补偿器 ANTAM 评估药丸虫的轮流交替

• DOI: 10.1007/s10015-022-00802-6
• 发表时间: 2022
• 期刊: Artificial Life and Robotics
• 影响因子: 0.9
• 作者: Fukai Kentaro;Ogai Yusaku;Shinohara Shuji;Moriyama Toru
• 通讯作者: Moriyama Toru

学習装置、学習方法、学習プログラム及び学習データ圧縮装置

学习装置、学习方法、学习程序以及学习数据压缩装置

• 发表时间: 2021

Simulation of foraging behavior using a decision-making agent with Bayesian and inverse Bayesian inference: Temporal correlations and power laws in displacement patterns

使用具有贝叶斯和逆贝叶斯推理的决策代理模拟觅食行为：位移模式中的时间相关性和幂律

• DOI: 10.1016/j.chaos.2022.111976
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chaos, Solitons & Fractals
• 作者: Shinohara Shuji;Okamoto Hiroshi;Manome Nobuhito;Gunji Pegio-Yukio;Nakajima Yoshihiro;Moriyama Toru;Chung Ung-il
• 通讯作者: Chung Ung-il

推定装置、情報処理装置、推定方法、および、プログラム

估计装置、信息处理装置、估计方法以及程序

• 发表时间: 2021

Power Laws Derived from a Bayesian Decision-Making Model in Non-Stationary Environments

• DOI: 10.3390/sym13040718
• 发表时间: 2021-04
• 期刊: Symmetry
• 作者: Shuji Shinohara;Nobuhito Manome;Y. Nakajima;Y. Gunji;Toru Moriyama;Hiroshi Okamoto;S. Mitsuyoshi;Ung-il Chung