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2017 Fiscal Year Research-status Report

生物ナビゲーションのシステム科学(国際活動支援班)

International Activities Supporting Group

Project AreaSystems Science of Bio-navigation
Project/Area Number 16K21735
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

橋本 浩一  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80228410)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木村 幸太郎  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20370116)
妻木 勇一  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50270814)
竹内 一郎  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335146)
前川 卓也  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (50447025)
玉木 徹  広島大学, 工学研究科, 准教授 (10333494)
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)
小川 宏人  北海道大学, 理学研究院, 教授 (70301463)
Project Period (FY) 2016-06-30 – 2021-03-31
Keywords行動生態 / ロボティクス / 知識発見 / データマイニング
Outline of Annual Research Achievements

本領域は、ナビゲーション研究のためのシステム科学的枠組みを構築し、我が国がナビゲーション研究を国際的に牽引することを目的としている。そこで、本領域で小型多次元データロガーから収集するナビゲーションデータ等を題材として、ナビゲーション分析手法の国際的コンペティションを開催する。
平成29年度は、海鳥に搭載したGPSから取得した移動経路からその雌雄を判別する国際コンペティションを開催した。また各計画研究において、これまでに培ってきた国際的共同研究を有機的に連携させるため、本領域に所属する助教、博士研究員、大学院生といった若手研究者が、国際共同研究を実施することを積極的に奨励し、渡航費を支援した。
本年度は、3名の若手研究者を米国、英国、独国、ベルギーへ派遣した。また、計画班員との国際共同研究を進展させるため、約1ヶ月と長期に渡り、独国から若手研究者を招聘した。まず、同志社大学(京都)で共同実験を実施し、その後福井県の洞窟でコウモリの飛翔実験を実施した。更に、北海道富良野では、ヤマコウモリにGPSロガーを搭載し、ナビゲーション移動行動を観測する共同実験を実施した。この間には、東北大学で開催された本領域会議に参加し、計画・公募班員と活発な議論が行われた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は、3名の若手研究者を海外派遣した。博士研究員の山本を2017年9月21日から2017年10月8日までドイツとイギリスに派遣した。ドイツのコンスタンツでは、The 6th International Bio-Logging Science Symposiumに参加し、本領域で実施している研究内容を発表した。その後、イギリスのウェールズ地方にあるSwansea University, Rory Wilson教授の研究室を訪問し、共同研究の打ち合わせや実験手技の実地研修をした。計画班小川グループに所属する大学院生の佐藤を2017年11月10日から17日まで北米に派遣した。2017年北米神経科学学会にて、フタホシコオロギが危険を察知し逃避を行う際に異なる移動手段のいずれを選択するかというナビゲーション戦略についての発表を行った。更に、公募班小池グループに所属する大学院生の吉川を2017年12月9日から16日までベルギーに派遣した。イギリス生態学会(British Ecological Society)にて、ツキノワグマの追跡データに見られるランダムウォークモデルについての研究成果を発表した。計画班員の飛龍との国際共同研究を進展させるため、約1ヶ月(2017年5月27日~2017年6月29日)と長期に渡り、若手研究者のOlga Heimを招聘した。まず、同志社大学(京都)の飛龍研究室で所属大学院生との共同実験を実施し、その後福井県の洞窟でコウモリの飛翔実験を実施した。更に、北海道富良野では、ヤマコウモリにGPSロガーを搭載し、ナビゲーション移動行動を観測する共同実験を実施した。
更に、本領域が運営する第1回国際コンペティション(海鳥に搭載したGPSから取得した移動経路からその雌雄を判別し、その精度を競い合うコンペティション)を開始した。

Strategy for Future Research Activity

【国際コンペティション】竹内らが計測したビーコンデータによる人物移動の目的地予測に関する第2回国際コンペティションをできるだけ早期に開始する。また、第1回・第2回の優勝者を国際シンポジウムへ招聘し解析手法の公表を依頼する。
【国際シンポジウムの開催と国際的に評価の高い海外研究者の招聘】9月5,6日に京都にて本学術領域主催の国際シンポジウムを開催する。ナビゲーション研究において海外研究者を招聘し議論する。データ科学分野からは、北米Microsoft Research の主席研究者のJohn Krumm博士、生態学分野からは、海鳥や魚のナビゲーション研究の英国Swansea UniversityのRory P. Wilson教授、神経科学分野からは、昆虫のナビゲーション研究を国際的に牽引する米国ジャネリア研究所のDan Turner-Evans博士を招聘する。シンポジウム後には、共同研究の提案や議論をし、国際的な研究情勢などを把握するとともに、本領域の国際的なプレゼンスを高め、今後の国際共同研究に発展させる。また、平成29年度に開催した国際コンペティションの優勝者を国際シンポジウムに招聘し、分析法のチュートリアルを依頼し、本領域が展開する生物ナビゲーション研究の国際的な認知度を高めるとともに、国際的共同研究への発展を探る。
【海外渡航、相互派遣支援】今後も海外渡航や相互派遣支援を継続的に支援する。
【国際学術誌、国際会議】A01橋本と妻木が中心となり学術誌Advanced Roboticsにて生物ナビゲーション特集号を組み、国際会議International Conference on Human- Computer Interactionでは、B02前川が中心となり本領域の招待論文セッションを開催する。これらの取組により、本領域の世界的な認知度を高め、国際的な共同研究に発展させる。

Causes of Carryover

H30年度に国際シンポジウムを計画しており、研究者招聘ならびに国際コンペティション入賞者招聘に使用する。

  • Research Products

    (29 results)

All 2018 2017

All Journal Article (26 results) (of which Peer Reviewed: 24 results,  Open Access: 13 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Accurate Object Pose Estimation Using Depth Only2018

    • Author(s)
      Li Mingyu、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 18 Pages: 1045~1045

    • DOI

      10.3390/s18041045

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multisensory enhancement of burst activity in an insect auditory neuron2018

    • Author(s)
      Someya Makoto、Ogawa Hiroto
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology

      Volume: 120 Pages: 139~148

    • DOI

      10.1152/jn.00798.2017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 感覚情報の微分・積分による線虫の意思決定2018

    • Author(s)
      谷本 悠生、木村 幸太郎
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 58 Pages: 083~085

    • DOI

      10.2142/biophys.58.083

  • [Journal Article] Vision System for Coarsely Estimating Motion Parameters for Unknown Fast Moving Objects in Space2017

    • Author(s)
      Chen Min、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 17 Pages: 2820~2820

    • DOI

      10.3390/s17122820

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multiple Drosophila Tracking System with Heading Direction2017

    • Author(s)
      Sirigrivatanawong Pudith、Arai Shogo、Thoma Vladimiros、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 17 Pages: 96~96

    • DOI

      10.3390/s17010096

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Detecting State Changes of Indoor Everyday Objects using Wi-Fi Channel State Information2017

    • Author(s)
      Ohara Kazuya、Maekawa Takuya、Matsushita Yasuyuki
    • Journal Title

      Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies

      Volume: 1 Pages: 1~28

    • DOI

      10.1145/3131898

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Wind on the Flight of Brown Booby Fledglings2017

    • Author(s)
      Takashi Yamamoto, Hiroyoshi Kohno, Akira Mizutani, Hanako Sato, Hiroki Yamagishi, Yutaka Fujii, Miku Murakoshi and Ken Yoda
    • Journal Title

      Ornithological Science

      Volume: 16 Pages: 17-22

    • DOI

      10.2326/osj.16.17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heart rate variability reveals that a decrease in parasympathetic (‘rest-and-digest’) activity dominates autonomic stress responses in a free-living seabird2017

    • Author(s)
      Muller Martina S.、Vyssotski Alexei L.、Yamamoto Maki、Yoda Ken
    • Journal Title

      Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology

      Volume: 212 Pages: 117~126

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2017.07.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetry hidden in birds’ tracks reveals wind, heading, and orientation ability over the ocean2017

    • Author(s)
      Goto Yusuke、Yoda Ken、Sato Katsufumi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 3 Pages: ー

    • DOI

      10.1126/sciadv.1700097

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compass orientation drives naive pelagic seabirds to cross mountain ranges2017

    • Author(s)
      Yoda Ken、Yamamoto Takashi、Suzuki Hirokazu、Matsumoto Sakiko、Muller Martina、Yamamoto Maki
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 27 Pages: R1152~R1153

    • DOI

      10.1016/j.cub.2017.09.009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional sonar beam-width expansion by Japanese house bats (Pipistrellus abramus) during natural foraging2017

    • Author(s)
      Motoi Kazuya、Sumiya Miwa、Fujioka Emyo、Hiryu Shizuko
    • Journal Title

      The Journal of the Acoustical Society of America

      Volume: 141 Pages: EL439~EL444

    • DOI

      10.1121/1.4981934

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coordinated Control of Acoustical Field of View and Flight in Three-Dimensional Space for Consecutive Capture by Echolocating Bats during Natural Foraging2017

    • Author(s)
      Sumiya Miwa、Fujioka Emyo、Motoi Kazuya、Kondo Masaru、Hiryu Shizuko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Pages: ー

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169995

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Substance P effects exclusively on prototypic neurons in mouse globus pallidus2017

    • Author(s)
      Mizutani Kazuko、Takahashi Susumu、Okamoto Shinichiro、Karube Fuyuki、Fujiyama Fumino
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 222 Pages: 4089~4110

    • DOI

      10.1007/s00429-017-1453-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hippocampal-prefrontal theta phase synchrony in planning of multi-step actions based on memory retrieval2017

    • Author(s)
      Ishino Seiya、Takahashi Susumu、Ogawa Masaaki、Sakurai Yoshio
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 45 Pages: 1313~1324

    • DOI

      10.1111/ejn.13547

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crickets alter wind-elicited escape strategies depending on acoustic context2017

    • Author(s)
      Fukutomi Matasaburo、Ogawa Hiroto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: ー

    • DOI

      10.1038/s41598-017-15276-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Post-molting development of wind-elicited escape behavior in the cricket2017

    • Author(s)
      Sato Nodoka、Shidara Hisashi、Ogawa Hiroto
    • Journal Title

      Journal of Insect Physiology

      Volume: 103 Pages: 36~46

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2017.10.003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Calcium dynamics regulating the timing of decision-making in C. elegans2017

    • Author(s)
      Tanimoto Yuki、Yamazoe-Umemoto Akiko、Fujita Kosuke、Kawazoe Yuya、Miyanishi Yosuke、Yamazaki Shuhei J、Fei Xianfeng、Busch Karl Emanuel、Gengyo-Ando Keiko、Nakai Junichi、Iino Yuichi、Iwasaki Yuishi、Hashimoto Koichi、Kimura Koutarou D
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 6 Pages: ー

    • DOI

      10.7554/eLife.21629

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experience-dependent modulation of behavioral features in sensory navigation of nematodes and bats revealed by machine learning2017

    • Author(s)
      Yamazaki Shuhei J.、Ikejiri Yosuke、Hiramatsu Fumie、Fujita Kosuke、Tanimoto Yuki、Yamazoe-Umemoto Akiko、Yamada Yasufumi、Hashimoto Koichi、Hiryu Shizuko、Maekawa Takuya、Kimura Koutarou D.
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1101/198879

    • Open Access
  • [Journal Article] Multiple Drosophila tracking with behavior classification2017

    • Author(s)
      Sirigrivatanawong Pudith、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Mechatronics and Automation (ICMA), 2017 IEEE International Conference on

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1109/ICMA.2017.8015960

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Encoding bird's trajectory using Recurrent Neural Networks2017

    • Author(s)
      Ardakani Ilya S.、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Mechatronics and Automation (ICMA), 2017 IEEE International Conference on

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1109/ICMA.2017.8016063

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Learning human motion intention with 3D Convolutional Neural Network2017

    • Author(s)
      Owoyemi Joshua、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Mechatronics and Automation (ICMA), 2017 IEEE International Conference on

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1109/ICMA.2017.8016092

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Easy to Install Indoor Positioning System that Parasitizes Home Lighting2017

    • Author(s)
      Maekawa Takuya、Sakumichi Yuki
    • Journal Title

      Ambient Intelligence 2017

      Volume: ー Pages: 124~129

    • DOI

      10.1007/978-3-319-56997-0_9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metric structure from motion by indoor localization using Wi-Fi channel state information2017

    • Author(s)
      Ohara Kazuya、Hayashi Taisei、Maekawa Takuya、Matsushita Yasuyuki
    • Journal Title

      Mechatronics and Automation (ICMA), 2017 IEEE International Conference on

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1109/ICMA.2017.8015842

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 映像中の人物行動の解析と予測2017

    • Author(s)
      玉木 徹、平川 翼、山下 隆義、藤吉 弘亘
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 35 Pages: 610~615

    • DOI

      10.7210/jrsj.35.610

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ウェアラブルデバイスを用いた日常行動センシングと生物行動認識への応用2017

    • Author(s)
      前川 卓也、鮫島 正樹
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 35 Pages: 105~109

    • DOI

      10.7210/jrsj.35.105

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Trajectory-Set Feature for Action Recognition2017

    • Author(s)
      Kenji MATSUI, Toru TAMAKI, Bisser RAYTCHEV, Kazufumi KANEDA
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E100.D Pages: 1922-1924

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Travel Time-dependent Maximum Entropy Inverse Reinforcement Learning for Seabird Trajectory Prediction2017

    • Author(s)
      Tsubasa Hirakawa, Takayoshi Yamasita, Ken Yoda, Toru Tamaki, Hironobu Fujiyoshi
    • Organizer
      Proc. of Asian Conference on Pattern Recognition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動画像を用いた経路予測手法の分類2017

    • Author(s)
      平川翼, 山下隆義, 玉木徹, 藤吉弘亘
    • Organizer
      電子情報通信学会 パターン認識・メディア理解研究会
  • [Book] ロボット制御学ハンドブック(第9章)2017

    • Author(s)
      松野 文俊、大須賀 公一、松原 仁、野田 五十樹、稲見 昌彦
    • Total Pages
      1024
    • Publisher
      近代科学社
    • ISBN
      978-4-7649-0473-6

URL: 

Published: 2018-12-17  

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