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2017 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, 工学研究科, 准教授 (10333494)
依田 憲  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10378606)
高橋 晋  同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20510960)
飛龍 志津子  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (70449510)
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

(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、イベント駆動型防水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開発した。
(3)融合的若手研究者育成支援:異分野の若手が夜通し討論し合う若手横断合宿(H29北大セミナーハウス:56名)、異分野の共同研究先に滞在して基礎技術を学ぶ弟子入り支援(H29:21件)、基礎知識の勉強会(H29軌跡マイニング勉強会@東北大:23名、H29画像処理勉強会@東京:38名)の企画・運営を行った。
(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、下記の企画を実施した。国際会議(3件:International Seminar on Biodiversity and Evolution(ISBE)@京都、ICMA2017オーガナイズドセッション@高松、HCII2018招待セッション@米国)および国内学会(4件:ロボティクス・メカトロニクス講演会2017、システムインテグレーション部門講演会2017、システム制御情報学会研究発表講演会2018、ロボティクス・メカトロニクス講演会2018)における企画セッションの運営、主催国際シンポジウムの企画(2018年9月開催予定)、各学会論文誌・学会誌における連載・特集号(3件:日本ロボット学会誌、生物の科学遺伝、Advanced Robotics)。
(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

計画班としての統合的な取り組みの成果として、イベント駆動型ログボットの稼働、さまざまなデータ分析手法の確立が実現し、多様な動物に対するナビゲーションの数理モデルが作成された。すなわち、「共通化された技術による動物ナビゲーションの測定と分析」が大型融合プロジェクトとして実現してきている。

Strategy for Future Research Activity

(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、領域会議や若手合宿と併せて適宜開催する。
(2) 技術支援班:より高度かつ幅広い融合研究を可能とするため、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。A01橋本:刺激によるフィードバック介入装置を備えるロガー開発・提供。A01妻木:環境駆動とロボットテクノロジーによるロガーの高寿命化・高出力化・多機能化。A02竹内:統計解析による多次元計測データ分析からの知識抽出および仮説検証。A02前川:イベント駆動型ロガーのためのイベント駆動ロジック生成プログラムの提供。A02玉木:ロガー映像解析による生物・環境情報抽出。パターン認識技術による多次元データ解析。
(3)融合的若手研究者育成支援班:これまでと同様に若手合宿や若手弟子入り、基礎知識勉強会を開催する。弟子入りに関しては、実現性を考慮し、短期間の滞在を想定した支援を行う(短期間・複数回の滞在など)。
(4) 学術企画班:年次領域会議・国際シンポジウム・ワークショップ・各学会におけるシンポジウムを開催する。特に今年度開催する国際シンポジウムでは、バイオロギングや軌跡データマイニングの世界的研究者(スワンジー大学・Rory P. Wilson教授、マイクロソフトリサーチ・John Krumm氏)による招待講演を予定している。
(5) 広報活動班:これまでと同様に広報活動(ウェブ、マガジン、ニュース、アウトリーチ講演など)を積極的に進める。

  • 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: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.1700097

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compass orientation drives na?ve 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: -

    • 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: -

    • 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: -

    • 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: - Pages: -

    • 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: - Pages: -

    • 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: - Pages: -

    • 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: - Pages: -

    • 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: - 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: - Pages: -

    • 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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