大規模バイオロギングデータのマイニング～福島沿岸の震災復興への貢献

• Project/Area Number: 16J05814
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Aquatic bioproduction science
• Research Institution: The Institute of Statistical Mathematics
• Principal Investigator: 野田 琢嗣 統計数理研究所, データ科学研究系, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 行動 / バイオロギング / データベース / クラウド / コンテナ技術 / 魚類、行動 / データマイニング / 魚類

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、バイオロギングによって得られた、福島県水域での魚類の行動に関する大規模データから、情報抽出する技術の開発に取り組んだ。この達成のため、1.データベースシステムの開発、2.情報抽出技術の開発、3.データ取得、の3つを並行して進めた。詳細は以下である。
1.バイオロギングデータを蓄積・統合し、クラウド上で解析可能なデータベースシステムを開発した。外部のデータソースやライブラリと連携した解析や様々な種類のデータの解析を容易にするために、Dockerとよばれる仮想化コンテナ技術を利用したバッチ解析システムを開発した。本システムは、解析の種類ごとに必要なライブラリや外部リソースを確保可能なだけではなく、環境構成時にコンテナをクラウド上の高速演算環境で構成すれば、高速に計算を完了することができるため、大容量データの解析にも対応できる。実際に、目的の解析処理ごとに構成するコンテナやファイルをデータベースで管理するクラウドシステムを構築した。
2.福島県水域の魚類のロガーデータおよびテレメトリーデータから行動情報を抽出する技術を開発した。昨年度までは、ホシガレイに深度・温度ロガーを装着し得られたデータから潮汐予測モデルと照合することで位置を算出する技術を開発した。本年度は、平成26年―28年にかけて福島県松川浦で取得した魚類のテレメトリーデータの解析を行った。昨年度までに受信機に装着した発信機の信号を用いて、複数受信機の時刻を同期するアルゴリズムの構築を行っている。本年度はその構築した手法を用いて重複した信号をフィルターし、同場所で取得したニホンウナギのテレメトリーデータの解析を行った。
3.共同研究により、福島県水域にて現場実験を行い、継続してデータを取得した。平成30年度においても、11月末に松川浦にて合計10尾のホシガレイの人工種苗、天然親魚にデータロガーを装着・放流した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Spatial and seasonal variations of radiocesium concentrations in an algae-grazing annual fish, ayu Plecoglossus altivelis collected from Fukushima Prefecture in 2014 (2019)
  • Author(s): Morishita, D., Wada, T., Noda, T., Tomiya, A., Enomoto, M., Sato, T., Suzuki, S., Kawata, G.
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 85 Issue: 3 Pages: 295-302
  • DOI: 10.1007/s12562-018-1280-8
  • NAID: 40021882672
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of water temperature on white-spotted conger Conger myriaster activity levels determined by accelerometer transmitters (2019)
  • Author(s): Hori, T., Noda, T., Wada, T., Iwasaki, T., Arai, N., Mitamura, H
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 85 Issue: 2 Pages: 295-302
  • DOI: 10.1007/s12562-019-01289-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Migratory movements and winter diving activity of Adelie penguins in East Antarctica (2018)
  • Author(s): Takahashi A、Ito M、Nagai K、Thiebot JB、Mitamura H、Noda T、Trathan PN、Tamura T、Watanabe YY
  • Journal Title: Marine Ecology Progress Series Volume: 589 Pages: 227-239
  • DOI: 10.3354/meps12438
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Jellyfish and other gelata as food to four penguin species - insights from predator-borne videos (2017)
  • Author(s): J.-B. Thiebot, J. P. Y. Arnould, A. Gomez-Laich, K. Ito, A. Kato, T. Mattern, H. Mitamura, T. Noda, T. Poupart, F. Quintana, T. Raclot, Y. Ropert-Coudert, J. E. Sala, P. J. Seddon, G. J. Sutton, K. Yoda, A. Takahashi
  • Journal Title: Frontiers in Ecology and the Environment Volume: 15 Issue: 8 Pages: 437-441
  • DOI: 10.1002/fee.1529
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Feeding behavior of fish using an acceleration pinger (2017)
  • Author(s): Jun Horie, Hiromichi Mitamura, Yusuke Ina, Yuichiro Mashino, Takuji Noda, Kazuyuki Moriya, Nobuaki Arai, Toyoki Sasakura
  • Journal Title: Animal Biotelemetry Volume: 5 Issue: 1 Pages: 12-12
  • DOI: 10.1186/s40317-017-0127-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The influence of body size on the intermittent locomotion of a pelagic schooling fish (2016)
  • Author(s): Takuji Noda, Ko Fujioka, Hiromu Fukuda, Hiromichi Mitamura, Kotaro Ichikawa, Nobuaki Arai
  • Journal Title: Proceedings of the royal society B Volume: 283 Issue: 1832 Pages: 20153019-20153019
  • DOI: 10.1098/rspb.2015.3019
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Study of the efficiency of electrical generator using ferromagnetic powders by electromagnetic analysis (2016)
  • Author(s): Shirai, H., Mitamura, H., Noda, T., Arai, N., Moriya, K.
  • Journal Title: Mechanical Engineering Journal Volume: 3 Issue: 5 Pages: 16-00408-16-00408
  • DOI: 10.1299/mej.16-00408
  • NAID: 130005430048
  • ISSN: 2187-9745
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] AUV・生物を使ったマルチプラットフォームによる測深・環境・生物測深システム (2019)
  • Author(s): 小泉拓哉、野田琢嗣, 宮下和士, 外谷昭洋, 渡健介、杉本文孝、賀来将大
  • Organizer: DeSet第一期最終発表会
• [Presentation] 汽水域におけるニホンウナギ天然魚の移動生態-養殖魚との比較- (2019)
  • Author(s): 野田琢嗣, 小巻拓平, 和田敏裕, 久米学, Alisa Kutzer, 寺島佑樹, 藤田恒雄, 佐藤太津真, 山田学, 松本陽, 堀友彌, 高木淳一, 三田村啓理, 荒井修亮, 山下洋
  • Organizer: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] 福島県松川浦と流入河川におけるニホンウナギの摂餌生態 (2019)
  • Author(s): Alisa Kutzer, 小巻拓平, 野田琢嗣, 和田敏裕, 久米学, 寺島佑樹, 堀友彌, 高木淳一, 三田村啓理,笠井亮秀, 荒井修亮, 山下 洋
  • Organizer: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] シンポジウム海のIoT：Internet of Animals(IoA)を駆使した生物測深システムの開発 (2018)
  • Author(s): 小泉拓也, 野田琢嗣
  • Organizer: 海洋理工学会
  • Invited
• [Presentation] データロガー (2018)
  • Author(s): 野田琢嗣, 小泉拓也, 北川貴士, 宮本佳則, 荒井修亮, 宮下和士
  • Organizer: 第14回バイオロギング研究会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] データ高回収率を実現するバイオロギング・システムの構築－魚類の個体群・群集ダイナミクス解明に挑む （2）高機能小型記録計 (2018)
  • Author(s): 野田琢嗣
  • Organizer: 2018年水産海洋シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 河川生物のリアルタイム行動計測手法 429Mhz帯特定小電力無線を搭載したロガーの開発 (2018)
  • Author(s): 野田琢嗣, 小泉拓也, 白川北斗, 宮下和士
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] バイオテレメトリーによる水圏生物の行動情報の取得 4 福島県阿武隈川水系におけるチャネルキャットフィッシュの駆除方法 (2018)
  • Author(s): 鷹﨑和義, 川田暁, 和田敏裕, 三田村啓理, 高木淳一, 堀友彌, 野田琢嗣, 荒井修亮
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] バイオテレメトリーによる水圏生物の行動情報の取得 5 バイオテレメトリーによる水圏生物の行動情報の取得5. 河川におけるチャネルキャットフィッシュのモニタリング手法の確立 (2018)
  • Author(s): 三田村啓理, 和田敏裕, 高木淳一, 堀友彌 , 野田琢嗣, 鷹﨑和義), 川田暁, 荒井修亮
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] バイオテレメトリーによる水圏生物の行動情報の取得 6 福島県阿武隈川信夫ダムにおけるチャネルキャットフィッシュの行動 (2018)
  • Author(s): 和田敏裕, 三田村啓理, 高木淳一, 堀友彌, 野田琢嗣, 鷹﨑和義, 川田暁 荒井修亮
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] 水圏生物の行動情報の取得8 松川浦に放流したホシガレイ人工種苗の移出過程および季節移動の解明 (2017)
  • Author(s): 和田 敏裕 , 野田 琢嗣, 岩崎 高資, 佐藤 太津真, 堀 友彌, 荒井 修亮, 三田村 啓理
  • Organizer: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] クラウドを活用した水産バイオロギングデータの蓄積・管理・解析システム構築の試み (2017)
  • Author(s): 野田 琢嗣, 小泉 拓也
  • Organizer: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 水圏生物の行動情報の取得3 魚類の摂餌行動分類機能付きピンガーの分類精度評価実験 (2017)
  • Author(s): 堀江 潤, 三田村 啓理, 伊奈 祐輔, 増野 祐一郎, 守屋和幸, 野田琢嗣, 荒井 修亮, 笹倉 豊喜
  • Organizer: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 水圏生物の行動情報の取得9 松川浦に放流したホシガレイ天然親魚及び人工種苗の外洋域での行動 (2017)
  • Author(s): 野田 琢嗣, 和田 敏裕, 堀 友彌, 佐藤 太津真, 松本 育夫, 藤田 恒雄, 高木 淳一, 荒井 修亮, 三田村 啓理
  • Organizer: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] Construction of advanced biologging systems for high rates of data-recovery from marine top predators (2017)
  • Author(s): Noda, T., Yap, M., Miyamoto, Y., Arai, N., Mitamura, H., Ichikawa, K., Uchida, K., Kimura, S. S., Miyashita, K., Shirakawa, H., Tsuda, Y. and Kitagawa, T.
  • Organizer: PITTCON2017
  • Place of Presentation: Chicago
  • Year and Date: 2017-03-05
• [Presentation] バイオロギングのビッグ・データ時代の到来に向けて (2017)
  • Author(s): 野田琢嗣
  • Organizer: 次世代センサ協議会 海洋計測センサ研究部会
  • Invited
• [Presentation] バイオロギングのビッグ・データ時代の到来に向けて (2017)
  • Author(s): 野田琢嗣
  • Organizer: 第47回海洋技術連絡会
  • Invited
• [Presentation] 日本が世界をリードするバイオロギングを目指して (2017)
  • Author(s): 小泉拓也, 野田琢嗣
  • Organizer: 第13回日本バイオロギング研究会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] A cloud-based data management system for extracting, archiving and querying important features of bio-logging dataset (2017)
  • Author(s): T Noda, T Koizumi, N Arai, Y Miyamoto, T Kitagawa, H Mitamura, K Miyashita
  • Organizer: The 6th International Bio-logging science symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Diel and seasonal movement and migration of juvenile spotted halibut Verasper variegatus (Family Pleuronectidae) released in a shallow brackish lagoon in Fukushima, Japan, revealed by acoustic telemetry (2017)
  • Author(s): T Wada, T Noda, T Iwasaki, T Sato, T Hori, N Arai, H Mitamura
  • Organizer: International Flatfish Symposium 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Spawning migration and vertical movement of spotted halibut Verasper variegatus (family Pleuronectidae) in the waters off Fukushima, northeastern Japan, revealed by depth-temperature data loggers (2017)
  • Author(s): T Noda, T Wada, T Hori, J Takagi, T Sato, I Matsumoto, T Fujita, N Arai, H Mitamura
  • Organizer: International Flatfish Symposium 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 海洋生物の振動エネルギーの利用:より長期間の行動をモニタリングするための振動発電機を搭 載したバイオロギングシステムの検証 (2016)
  • Author(s): 野田 琢嗣
  • Organizer: 海洋理工学会 平成28年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-27
  • Invited
• [Presentation] Development of a Pinger for Classification of Feeding Behavior of Fish Based on Axis-Free Acceleration Data (2016)
  • Author(s): Horie, J., Sasakura, T., Arai, N., Horie, J., Ina, Y., Mashino, Y., Mitamura, H., Moriya, K., Noda, T.
  • Organizer: Techno Ocean 2016
  • Place of Presentation: Kobe
  • Year and Date: 2016-10-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Schooling behaviour of Pacific bluefin tuna in a sea net cage monitored by a novel fine-scale positioning telemetry system (2016)
  • Author(s): Mitamura, H., Saito, W., Ichikawa, K., Arai, N., Takagi, J., Noda, T., Fujioka, K., Fukuda, H.
  • Organizer: International Society on Biotelemetry 21st Symposium 2016
  • Place of Presentation: Leuven
  • Year and Date: 2016-05-22
• [Book] バイオロギング2 (2016)
  • Author(s): バイオロギング研究会 (連名多数)
  • Total Pages: 223
  • Publisher: 京都通信社