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Development of Honeybee Life-log Analyzing System

Research Project

Project/Area Number 17K00422
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Life / Health / Medical informatics
Research InstitutionFukuoka University

Principal Investigator

TAKAHASHI SHINYA  福岡大学, 工学部, 准教授 (40330899)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鶴田 直之  福岡大学, 工学部, 教授 (60227478)
藍 浩之  福岡大学, 理学部, 准教授 (20330897)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords動物行動学 / 社会性昆虫 / 行動追跡 / Computational Ethology / ミツバチ / 深層表現学習 / 深層学習 / トラッキング / バイオイメージインフォマティクス / コンピューテーショナルエソロジー / コンピューテショナルエソロジー / ミツバチ行動分析 / 行動分析 / ライフログ
Outline of Final Research Achievements

For a systematic and theoretical analysis of honeybee's communication, we have developed an automatic tracking algorithm of multiple honeybees using image processing and constructed an automatic recording system for long-term tracking of honeybee behaviors with Radio Frequency Identification (RFID) sensors and high-resolution camera modules.
In this research we developed the automatic detecting program for reducing visually work as a pre-processing at first.
Next, we attempt to detect the honeybee region based on a deep learning approach using deep auto-encoder and transfer learning. In the proposed method, high accurately classification of the honeybee images is achieved using the feature vectors obtained by the deep auto-encoder instead of the Haar-like features in the previous work without preparing enormous labeled data in advance. Finally, we show the experimental results and confirm the proposed model's capabilities.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、ミツバチを含む受粉昆虫の数はヨーロッパや北米を中心に減少を続けており、人類の将来の食料供給を支える上で深刻な問題を引き起こしている。その原因は、ダニ、病原体、害虫駆除剤、農業振興によるミツバチの居住環境の変化(花の種類,数の激減)などが考えられる。本研究によるミツバチのライフログシステムを用いて、激減するミツバチの生息環境を保全するための有用な情報を提供できると考えている。また動物行動学の解析作業を効率化する上で、提案手法のような教師なし学習による対象物体検出アルゴリズムは様々な場面、対象で有用であるため、動物行動学研究をさらに発展させることができると考えている。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Development of Behavior Monitoring System for Honeybees in Hive Using RFID sensors and Image Processing2019

    • Author(s)
      Takahashi Shinya、Hashimoto Koji、Maeda Sakashi、Li Yujie、Tsuruta Naoyuki、Ai Hiroyuki
    • Journal Title

      Proc. of the 2019 16th International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE)

      Volume: 1 Pages: 170-175

    • DOI

      10.1109/jcsse.2019.8864160

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ミツバチライフログシステムの開発2019

    • Author(s)
      高橋 伸弥、藍 浩之
    • Journal Title

      昆虫と自然

      Volume: 54 Pages: 34-37

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] Small Object Tracking in High Density Crowd Scenes2019

    • Author(s)
      Yujie Li, Shinya Takahashi:
    • Journal Title

      Cognitive Internet of Things 2019

      Volume: 810 Pages: 497-505

    • DOI

      10.1007/978-3-030-04946-1_48

    • ISBN
      9783030049454, 9783030049461
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] ミツバチコロニーにおける巣内行動観察システムとコミュニケーション行動の検出2018

    • Author(s)
      高橋 伸弥、藍 浩之
    • Journal Title

      システム制御情報学会誌

      Volume: 62 Pages: 490-495

    • NAID

      130007663646

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フレーム間差分動画像を用いたミツバチ尻振りダンス自動検出手法の検討2018

    • Author(s)
      高橋伸弥・前田佐嘉志・橋本浩二・鶴田直之・藍浩之
    • Journal Title

      福岡大学工学集報

      Volume: 100 Pages: 75-80

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Development of Behavior Monitoring System for Honeybees in Hive2017

    • Author(s)
      高橋伸弥・橋本浩二・前田佐嘉志・鶴田直之・藍浩之
    • Journal Title

      Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence

      Volume: 32 Issue: 4 Pages: B-GC2_1-11

    • DOI

      10.1527/tjsai.B-GC2

    • NAID

      130006887097

    • ISSN
      1346-0714, 1346-8030
    • Year and Date
      2017-07-01
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 段階的畳み込み自己符号化器を用いたミツバチ画像分類手法の検討2019

    • Author(s)
      高橋 伸弥, 李 玉潔, 鶴田 直之, 藍 浩之
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部第72回連合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 地理情報を利用した福岡大学周辺のミツバチの採餌分布の多角的解析2019

    • Author(s)
      田中聡至、押川梨沙、藍浩之
    • Organizer
      日本動物学会九州支部大会(第72回)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ミツバチの尻振りダンスに対する追従様式の解析2019

    • Author(s)
      楠目晃大、大塚彩世、藍浩之
    • Organizer
      日本動物学会九州支部大会(第72回)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] セイヨウミツバチの尻振りダンスを用いた推定蜜源の可視化と多角的比較2019

    • Author(s)
      田中聡至、藍浩之
    • Organizer
      第64回日本応用動物昆虫学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] セイヨウミツバチの尻振りダンスに対する追従様式の解析2019

    • Author(s)
      楠目晃大、藍浩之
    • Organizer
      第64回日本応用動物昆虫学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of the Honeybee Life-Log Monitoring System Using RFID-tag and Image Processing2018

    • Author(s)
      Shinya Takahashi
    • Organizer
      the 3rd International Symposium on Artificial Intelligence and Robotics
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ミツバチの尻振りダンス軌跡およびダンス追従軌跡の自動検出手法の検討2018

    • Author(s)
      高橋 伸弥、前田 佐嘉志、橋本 浩二、鶴田 直之、藍 浩之
    • Organizer
      2018年度人工知能学会全国大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ミツバチのダンス言語発達の過程ーRFIDを用いた羽化後20日間の行動観察ー2018

    • Author(s)
      藍浩之
    • Organizer
      第40回ミツバチ科学研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] RFIDタグと画像処理を用いたミツバチの行動分析2018

    • Author(s)
      高橋伸弥
    • Organizer
      福岡市IoT推進ラボ 農業ワーキンググループ
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 差分動画像を用いたミツバチ尻振りダンス領域検出手法の検討2017

    • Author(s)
      高橋伸弥
    • Organizer
      電気・情報関係学会九州支部第70回連合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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