| Project Area | Hierarchical Bio-Navigation Integrating Cyber-Physical Space |
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| Project/Area Number |
21H05293
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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Transformative Research Areas, Section (IV)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋本 浩一 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80228410)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
依田 憲 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10378606)
飛龍 志津子 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (70449510)
高橋 晋 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20510960)
西森 拓 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 特任教授 (50237749)
前川 卓也 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (50447025)
藤井 慶輔 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (70747401)
牧野 泰才 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00518714)
川嶋 宏彰 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (40346101)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥95,810,000 (Direct Cost: ¥73,700,000、Indirect Cost: ¥22,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000)
Fiscal Year 2023: ¥23,530,000 (Direct Cost: ¥18,100,000、Indirect Cost: ¥5,430,000)
Fiscal Year 2022: ¥20,930,000 (Direct Cost: ¥16,100,000、Indirect Cost: ¥4,830,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | 階層ナビゲーション / 工学 / 情報科学 / 生態学 / 神経科学 / χログボット |
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| Outline of Research at the Start |
本領域では、移動を中心とした個体レベルの活動をナビゲーション、その上位にあたる集団活動をインタラクション、階層性をもつ両者をまとめて階層ナビゲーションと呼ぶ。階層ナビゲーションはヒトを含む生物の行動の本質であり、生物社会と人間社会を支える基本的なしくみである。本領域では、ヒトを含む生物の行動が関わる諸問題を解く方法論と技術を根底から変え、階層的生物ナビ学と名付けた新しい学問分野を創設する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 領域運営協議：領域会議（6月12-13日、80名参加）を東北大学で対面で開催し、計画班と公募班が参加・発表した。また計画研究代表者による領域運営会議を開催し（計11回）、領域全体としての計画や実施方法などを議論した。
(2) 技術的支援：A01依田G、飛龍G、A02橋本G、前川Gの共同研究を支援し、装着型ログボットの開発を行った。公募班 A01坂本Gへ海洋生物用ログボットを2台提供し、室戸市廃校水族館のウミガメを用いて事前実験を行った。その他にも、A02藤井Gが中心となり、2021年に発表した複数動物の移動データから相互作用の規則を推定する方法や軌道予測により行動をモデル化する方法を計画班や公募班に提供し、共同研究を開始した。
(3)融合的若手研究者育成支援：領域勉強会を計9回実施し（のべ約400名参加）、シニアと若手による発表を行った。また、領域主催の国際シンポジウム（3月11-12日83名参加）を東京大学で行い、海外から著名な研究者を招いての研究交流を行った。
(4) 各分野の学会への組織的な展開：国内学会においてオーガナイズドセッションを実施し（第66回自動制御連合講演会、20名）、またアユの複数個体追跡国際コンペティション（Fish Tracking Challenge 2024、9名登録）を開催した。
(5) 広報活動：分野融合的な取り組みの成果アウトリーチのため、領域ウェブサイトの構築・公開、論文出版のプレスリリース、ニュースレター発行などを行った。またオーガナイズドセッションの実施など、領域外への広報活動を積極的に展開した。
(6) 国際活動支援：国際活動を支援するため、領域内の若手研究者や大学院生の海外派遣を計4件，支援した（北米（アラスカ）14日、北米（シアトル）10日、中国（香港）14日、北米（シアトル）5日）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画班・総括班としての統合的な取り組みの成果として、前年度に引き続き新しいχログボットを用いた計測、またサイバー班とフィジカル班の間でさまざまなデータ分析手法の共有が順調に進展した。多様な動物に対する階層ナビゲーションの数理モデルや機械学習モデルを作成して計画班・公募班に提供するなど、領域の活動を活性化する様々な共同プロジェクトを引き続き展開した。
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| Strategy for Future Research Activity |
総括班を中心として以下の項目に取り組み、第2期公募班にも広げる。
(1) 領域運営協議：計画研究代表者による領域運営会議を開き、領域全体としての計画や実施方法などに関して議論する。なお、領域運営会議は、領域会議や若手育成イベントと併せて適宜開催する。オンサイトでの会合の機会を増やしつつ、オンラインの会合も適宜交えながら、効果的な交流を促進する。 (2) 技術支援班：より高度かつ幅広い融合研究を実施するため、これまでに提供してきた技術を下記の通りさらに進展させる。A02橋本：刺激によるフィードバック介入装置を備えるχログボット開発・提供。A02藤井：解釈可能なルール・学習融合モデルや強化学習手法の開発・提供。A02西森：微小RFIDタグを利用した社会性昆虫の全個体行動自動計測システムの精度向上。A02牧野：各種動物の行動介入に適用可能な超音波刺激装置、二次元通信システムの開発・提供。A02前川：人工知能搭載介入ロガーのための行動認識プログラムの提供および深層学習を用いた軌跡分析のプラットフォームおよび、実験動物（マウスおよび線虫）のリアルタイム姿勢トラッキングプログラム提供。A02川嶋：映像中の複数個体追跡ツールや群れの指標開発・情報提供。 (3)融合的若手研究者育成支援班：若手育成イベントや基礎知識勉強会、弟子入り支援を引き続き実施する。 (4)学術企画班：対面での領域会議を6月末に名古屋大学で開催予定である。 (5)広報活動班：これまでと同様に広報活動(ウェブ、ニュースレター、アウトリーチ講演など)を積極的に進める。また、英語による専門書の執筆を進め、本年度末を目途に初稿を完成させる予定である。 (6)国際活動支援班：領域内の若手研究者や大学院生の海外派遣を支援する。
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