| 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, 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 2025)
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| Budget Amount *help |
¥95,810,000 (Direct Cost: ¥73,700,000、Indirect Cost: ¥22,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥23,790,000 (Direct Cost: ¥18,300,000、Indirect Cost: ¥5,490,000)
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 | 階層的ナビゲーション / 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24-25日、約90名参加）を名古屋大学で開催し、計画班・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7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小池GおよびI期公募班A01坂本Gへログボットを計4台提供し、ツキノワグマ、ウミガメを対象に実験を行った。また、A02前川Gが中心となり、説明可能深層学習を用いた行動分析手法を、公募班A01田中G、三好G、A02外谷G、計画班A01髙橋G、西森Gに提供している。A02藤井Gを中心にして、移動データから相互作用を推定する方法や軌道予測行動モデル化法を計画班A01飛龍G、依田Gや公募班A01津田G、志垣Gに提供している。A02牧野Gの超音波介入デバイスを、藤井Gや西森Gに提供した。
(3)融合的若手研究者育成支援：領域勉強会を計4回実施し（のべ約140名参加）した。また、研究交流のための対面イベントを実施した（９件の口頭発表、50名が参加）。
(4) 各分野の学会への組織的な展開：多エージェント軌道予測のコンペティション（Soccer Trajectory Prediction Challenge 2025、11チーム提出）を開催した。またSwarm2024にてOSを開催し、5件の口頭発表があり、約30名が参加した。
(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の広報活動を展開した。
(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6件、支援した。
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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、領域活動の活性化に資する多様な共同プロジェクトを継続的に展開した。
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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、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、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7月中旬に大阪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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