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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Systems Science of Bio-Navigation

Administrative Group

Project AreaSystems Science of Bio-navigation
Project/Area Number 16H06535
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, 工学研究院, 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, 准教授 (70449510)
高橋 晋  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (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 / 知識発見とデータマイニング
Outline of Annual Research Achievements

(1) 領域運営協議:計画研究代表者による領域運営会議を4回(16/8/7 東京;16/9/8 山形;16/12/3 京都;17/3/8 東京)開催し、領域全体としての計画や実施方法などに関して議論した。
(2) 技術的支援:A01制御工学:橋本G、前川G、依田Gの共同研究を支援し、2017年3月に第一世代ログボットを完成させた。A02データ科学:データ科学班(竹内G、前川G)と生態学班(依田G、飛龍G)および神経科学班(高橋G、小川G、木村G)の共同研究を支援し、海鳥、線虫、コオロギなどの動物のナビゲーション解析が可能な機械学習プログラムを3件開発した。
(3)融合的若手研究者育成支援:「若手横断合宿」は、H29年度目以降の予定であったが、計画班間における融合研究を促進するために、11月25-26日に大阪大学において第1回若手合宿を行った。40名の参加が有り、活発な議論が行われた。また、木村G→橋本G、飛龍G→高橋G、前川G→木村Gといった「弟子入り」が行われた。
(4) 各分野の学会への組織的な展開:本領域の融合研究のための体制を領域外の関連分野研究者にも広げるため、領域説明会を日本比較生理生化学会大会(9/3、町田)、PRMU(9/5、富山)、日本数理生物学会年会(9/8、福岡)、オープンフォーラムをロボット学会(9/9、山形)、ワークショップをバイオロギングシンポ(12/3、京都)で開催した。特にロボット学会でのオープンフォーラムとバイオロギングシンポでのワークショップでは数十人の外部参加が有り、本領域に対する高い関心が示された。
(5) 広報活動:本領域からの研究成果および上項目での分野融合的な取り組みの成果を、領域ウェブ、フェイスブック、ツイッター、サイエンスカフェで行った。また、サイエンスカフェ、高校での出張講義、テレビ報道など、6件のアウトリーチ活動を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

ほぼ2ヶ月に1回の割合で計画班代表者による領域運営会議を開催し、研究会・セミナーを5回、学会などにおける領域説明会を4回、若手合宿を1回、「弟子入り」を3件、計画班同士の個別会議を19回行った。これらの成果として、第一世代ログボット、および動物ナビゲーション解析用の機械学習プログラム3件を開発した。また、アウトリーチを6件行った。とくに、木村が大阪大学21世紀懐徳堂と共催したサイエンスカフェには、30名募集の所、小学生から60代以上の方まで70名の参加が有り、当領域のテーマに関する一般市民からの強い関心が明らかになった。

Strategy for Future Research Activity

昨年度と同様に、頻繁に計画班代表者による緊密な連絡を保ちながら、ここに公募班も加え、融合的な領域運営、技術支援、融合的若手研究者育成支援、各分野の学会への組織的な展開、広報活動を行っていく。

  • Research Products

    (41 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 10 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [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] 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] 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] Feedback Projection for 3D Measurements Under Complex Lighting Conditions2017

    • Author(s)
      Naoya Chiba, Shogo Arai, Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      Proc. American Control Conference (ACC2017)

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [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, M., Fujioka, E., Hiryu, S.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: - Pages: e0169995

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169995

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Flight paths of seabirds soaring over the ocean surface enable measurement of fine-scale wind speed and direction2017

    • Author(s)
      Y. Yonehara, Y. Goto, K. Yoda, Y. Watanuki, L.C. Young, H. Weimerskirch, C. A. Bost, K. Sato
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      Volume: 113 Pages: 9039-9044

    • DOI

      10.1073/pnas.1523853113

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sex-related differences in the foraging movement of Streaked Shearwaters Calonectris leucomelas breeding on Awashima Island in the Sea of Japan2017

    • Author(s)
      S. Matsumoto, T. Yamamoto, M. Yamamoto, K. Yoda
    • Journal Title

      Ornithological Science

      Volume: 16 Pages: 23-32

    • DOI

      10.2326/osj.16.23

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation for flight: pre-fledging exercise time is correlated with growth and fledging age in burrow-nesting seabirds2017

    • Author(s)
      K. Yoda, T. Shiozaki, M. Shirai, S. Matsumoto, M. Yamamoto
    • Journal Title

      Journal of Avian Biology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/jav.01186

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Functional dissociation in sweet taste receptor neurons between and within taste organs of Drosophila2016

    • Author(s)
      Vladimiros Thoma, Stephan Knapek, Shogo Arai, Marion Hartl, Hiroshi Kohsaka, Pudith Sirigrivatanawong, Ayako Abe, Koichi Hashimoto and Hiromu Tanimoto
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Pages: -

    • DOI

      10.1038/ncomms10678

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In actio optophysiological analyses reveal functional diversification of dopaminergic neurons in the nematode C. elegans2016

    • Author(s)
      Tanimoto, Yuki, Zheng, Ying Grace, Fei, Xianfeng, Fujie, Yukako, Hashimoto, Koichi and Kimura, Koutarou D.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: -

    • DOI

      10.1038/srep26297

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Model-Based Virtual Visual Servoing with Point Cloud Data2016

    • Author(s)
      Cherdsak Kingkan, Shogo Ito, Shogo Arai, Takashi Nammoto and Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      Proc. Int. Conf. Intelligent Robots and Systems (IROS2016)

      Volume: - Pages: 5549-5555

    • DOI

      10.1109/IROS.2016.7759816

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Using a novel PV-Cre rat model to characterize pallidonigral cells and their terminations2016

    • Author(s)
      Oh, YM., Karube, Y., Takahashi, S., Kobayashi, K., Takada M., Uchigashima, M., Watanabe, M., Nishizawa, K., Kobayashi, K., Fujiyama, F.
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00429-016-1346-2

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Similarity in Neuronal Firing Regimes across Mammalian Species2016

    • Author(s)
      Mochizuki, Y., Takahashi, S., Richmond, B.J, Shinomoto, S. 他50名
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: - Pages: 5736-5747

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0230-16.2016

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ロボット顕微鏡が解析する線虫の行動とドーパミンの関係2016

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

      ロボット顕微鏡が解析する線虫の行動とドーパミンの関係

      Volume: 34 Pages: 609-613

    • DOI

      10.7210/jrsj.34.609

  • [Journal Article] Echolocating bats use future-target information for optimal foraging2016

    • Author(s)
      Emyo, F, Aihara, I., Sumiya, M., Aihara, K., Hiryu, S.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 113 Pages: 4848-4852

    • DOI

      10.1073/pnas.1515091113

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid frequency control of sonar sounds by the FM bat, Miniopterus fuliginosus, in response to spectral overlap2016

    • Author(s)
      Hase, K., Miyamoto, T., Kobayasi, K. I., Hiryu, S.
    • Journal Title

      Behavioural Processes

      Volume: 128 Pages: 126-133

    • DOI

      10.1016/j.beproc.2016.04.017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homotopy continuation approaches for robust SV classification and regression2016

    • Author(s)
      S. Suzumura, K. Ogawa, M. Karasuyama, M. Sugiyama, I. Takeuchi
    • Journal Title

      Machine Learning

      Volume: - Pages: 1-30

    • DOI

      10.1007/s10994-017-5627-7

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 昆虫の短中距離ナビゲーションを支える神経基盤2016

    • Author(s)
      小川宏人
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 34 Pages: 685-689

    • DOI

      10.7210/jrsj.34.685

  • [Presentation] 野生コウモリの最適採餌戦略の検討 ~マイクロホンアレイを用いた3次元音響動態計測~2017

    • Author(s)
      濵井郁弥,本居和也,藤岡慧明,福井大,飛龍志津子
    • Organizer
      第64回日本生態学会大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2017-03-15
  • [Presentation] 繰り返し同じ採餌場所を利用するウミネコは適応的か2016

    • Author(s)
      鈴木宏和, 水谷友一, 依田憲
    • Organizer
      第12回日本バイオロギング研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-12-01 – 2016-12-03
  • [Presentation] Learning stages in a rule switching task affects theta-gamma couplings in rat hippocampus2016

    • Author(s)
      Nakazono, T., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • Organizer
      Society for Neuroscience meeting
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      2016-11-14
  • [Presentation] Volitional modulation of neuronal activities among multiple neuron groups via neuronal operant conditioning2016

    • Author(s)
      Song, K., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • Organizer
      Society for Neuroscience meeting
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      2016-11-14
  • [Presentation] Diversity of GABAergic inhibitory impacts on dendritic integration for directional tuning in insect mechanosensory projection neurons.2016

    • Author(s)
      Ogawa, H., Mitani, R.
    • Organizer
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      2016-11-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acoustic stimulus impacts on directional variability of wind-elicited walking behavior in the cricket.2016

    • Author(s)
      Fukutomi, M., Ogawa, H.
    • Organizer
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      2016-11-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カツオドリの繁殖開始時期に影響する要因2016

    • Author(s)
      山本誉士・河野裕美・水谷晃・依田憲
    • Organizer
      日本鳥学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-19
  • [Presentation] クジラ用ローバーの開発2016

    • Author(s)
      土屋晃佑, 鈴木朗史, 妻木勇一
    • Organizer
      第34回日本ロボット学会学術講演会予稿集
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県山形市)
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [Presentation] 一人称鳥視点映像解析の試み2016

    • Author(s)
      玉木徹, 竹内一郎, 前川卓也, 依田憲
    • Organizer
      情報処理学会 研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア研究会(CVIM)
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-09-03
  • [Presentation] Safe Pattern Pruning: An Efficient Approach for Predictive Pattern Mining2016

    • Author(s)
      K.Nakagawa, S.Suzumura, M.Karasuyama, K. Tsuda, I. Takeuchi
    • Organizer
      ACM SIGKDD International Conference on Knowledge discovery and data mining
    • Place of Presentation
      Hilton Hotel, San Francisco, USA
    • Year and Date
      2016-08-17
  • [Presentation] Tracking from small to large scale navigation of bats2016

    • Author(s)
      Hiryu. S.
    • Organizer
      17th International Bat Research Conference 2016
    • Place of Presentation
      Durban, South Africa
    • Year and Date
      2016-08-04
  • [Presentation] Wild echolocating bats plan their flight paths using future-target information2016

    • Author(s)
      Fujioka, E., Aihara, I., Sumiya, M., Aihara, K., Hiryu, S.
    • Organizer
      17th International Bat Research Conference 2016
    • Place of Presentation
      Durban, South Africa
    • Year and Date
      2016-08-04
  • [Presentation] In actio optophysiological analyses reveal functional diversification of dopaminergic neurons in the nematode C. elegans.2016

    • Author(s)
      Tanimoto Y., Zheng Y.G., Fei X., Fujie Y., Hashimoto K., Kimura K.
    • Organizer
      C. elegans topic meeting: neuronal development, synaptic function & behavior.
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-07-28
  • [Presentation] 昆虫の機械感覚性投射ニューロンにおける樹状突起カルシウムシグナルから予測される活動電位の空間動態2016

    • Author(s)
      小川宏人,三谷瑠里子
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-22
  • [Presentation] コオロギの初期感覚情報処理における多感覚統合2016

    • Author(s)
      染谷真琴,小川宏人
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-22
  • [Presentation] コオロギ気流誘導性歩行運動と下行性神経活動は先行する聴覚刺激によって修飾される2016

    • Author(s)
      福富又三郎,小川宏人
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-22
  • [Presentation] パーキンソン病モデルマウスの一次運動野における光遺伝学を活用した神経細胞活動の操作2016

    • Author(s)
      高橋晋, 小林 憲太, 苅部 冬紀, 藤山 文乃
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20
  • [Presentation] コオロギ気流誘発性逃避行動における成虫脱皮後の経時的変化2016

    • Author(s)
      佐藤和,小川宏人
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20
  • [Book] 機械学習のための連続最適化2016

    • Author(s)
      金森敬文、鈴木大慈、竹内一郎、佐藤一誠
    • Total Pages
      431
    • Publisher
      講談社サイエンティフィック
  • [Book] バイオロギング2──動物たちの知られざる世界を探る2016

    • Author(s)
      依田憲、飛龍志津子ら(分担執筆)
    • Total Pages
      223
    • Publisher
      京都通信社
  • [Book] The cricket as a model Organism; Development, Regeneration, and Behavior.2016

    • Author(s)
      Baba, Y and Ogawa, H.
    • Total Pages
      373(第14章18ページ)
    • Publisher
      Springer Japan
  • [Book] The cricket as a model Organism; Development, Regeneration, and Behavior.2016

    • Author(s)
      Ogawa, H. and Miller, J.P.
    • Total Pages
      373(第18章18ページ)
    • Publisher
      Springer Japan
  • [Remarks] 新学術領域研究 生物ナビゲーションのシステム科学

    • URL

      http://navi-science.org

URL: 

Published: 2018-01-16  

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