| 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（7月28日、90名参加）を開催し、状況の共有を行った。領域運営会議を開催し（計9回）、領域全体としての計画に関して議論した。
(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。A02藤井Gが中心となり、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：融合研究促進のために領域勉強会を計10回実施し（のべ約500名参加）、シニアと若手による発表を行った。また、公募班を交えたハイブリッド型イベント（7月5日113名参加）と対面イベント（11月7日31名参加）を行い、研究交流を深めた。
(4) 各分野の学会への組織的な展開：融合研究体制を領域外研究者に広げるため、国際会議(1件：IEEE PerCom2023併設ワークショップ、25-30名参加)、および、行動データ分析国際コンペティション（OpenPack Challenge 2022、106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。領域の成果を纏めた英語による専門書執筆に関してプロポーザルが採択され、正式に執筆準備を開始した。また、領域後援オーガナイズドセッションを3件実施し（日本機械学会、計測自動制御学会、短距離無線通信研究会）、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支援した（独コンスタンツ大学２ヶ月、ザンビア共和国ザンビア大学２週間）。
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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、新しいχログボットの開発、さまざまなデータ分析手法の確立が順調に進展した。また、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展開した。
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| Strategy for Future Research Activity |
階層的生物ナビゲーションに関わる課題に組織的に取り組むために、総括班を中心として以下の項目に取り組む。対象範囲を公募班にも広げる。
(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。領域会議や若手育成イベントを開催する。オンサイト／オンラインで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。とくに、下記に取り組む。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、弟子入り支援を実施する。(4) 学術企画班：年次領域会議・国際シンポジウム・ワークショップ・各学会におけるシンポジウムを開催する。これらの機会を利用して領域における研究成果の発信および更なる発展に向けて努力を続ける。国際シンポジウムは、2024年3月に東京で開催する。(5) 広報活動班：ウェブ、ニュースレター、アウトリーチ講演などの広報活動を積極的に進める。英語専門書の執筆を進め、本年度初稿を完成させる。(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。また、国際シンポジウムの招待講演者を招聘する。
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