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2015 Fiscal Year Research-status Report

不完全な情報下での個体の振る舞いが作る群れが担う多岐的な機能の研究

Research Project

Project/Area Number 15K16060
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

新里 高行  筑波大学, システム情報系, 助教 (00700163)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords群れ / 自己組織化 / 創発
Outline of Annual Research Achievements

昨年度は鮎の実験と理論的解析を中心に行った。その中でも主要な結果は以下の通りである。第一に、少数個体と単数個体の鮎の振る舞いの違いを明らかにした。我々は、「鮎が群れをなし質の異なる振る舞いを行う」という現象を単なる多数個体という問題に還元することはせず、少数個体でもその質の異なる振る舞いは得られるはずであるという仮定をたてて実験を行った。そこで、まず鮎は単数個体でも複数個体でもレヴィウォークをしていることを解析的に正確に明らかにした。レヴィウォークは、空間探索における餌の探索と搾取のバランスを最適にする行動様式として知られており、鮎は個体数に関係なく最適な探索を行っていることを明らかにした。これは、レヴィウォークが相互作用に対して頑健であり「探索方法」という意味では個体と集団に差異はない、ということを意味している。
一方で、我々は鮎は個体でも集団でも最適な探索を行っているにも関わらず、個体たちの探索範囲は決定的に異なることを見出した。これは個体の時と集団の時では全体のあり方が異なることを示唆している。以上の研究結果は、京都で行われた国際会議SWARMで発表され、OUTSTANDING PAPER AWARDに選出された。さらに、現在は鮎が相互作用してる個体数を制御系の理論をもとに推定するなどの研究も同時に行っている。

第二に、様々な場所での研究成果を発表することで共同研究も現在増えつつある。我々はレヴィウォークの研究を通じて防衛大の白川氏と粘菌の探索問題を共同研究することになった。一部の結果は論文として現在作成中であり、鮎の研究を通じて異なる生物の振る舞いを再評価する、という新しい研究にも挑戦している。また、群れのモデルは, Vicseckの提案する同期モデルが主要なことから、我々は別の視点から群れのモデルを構築し様々な媒体で発表している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在のところ、当初予定していた多岐的な機能を有する群れを「探索範囲の拡張」や「個体的視点と全体的視点の差異」という点から考察を進めている。昨年度は、鮎の調子が悪くうまくデータが取れなかったため、一昨年前のデータを主に使って分析することとなった。しかし、今までのデータに対して新たな視点を持ち込み、これまで群れの性質では言及されてこなかった新たな機能を見出したという点では計画通り進んでいると言える。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、実験データを初期の段階でより多く集め、平成27度の結果を受け継ぎつつさらに展開させていく予定である。

具体的には、「個体的視点と全体的視点の差異」が群れの探索以外の機能に貢献していないか。
また、鮎の運動の非同期性が互いの運動の予期に重要な役割を果たしているのではないかという視点を中心に研究を行っていく。

  • Research Products

    (16 results)

All 2015

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Inherent noise appears as a Levy walk in fish schools2015

    • Author(s)
      Hisashi Murakami, Takayuki Niizato, Takenori Tomaru, Yuta Nishiyama, Yukio-Pegio Gunji.
    • Journal Title

      Scientific Report

      Volume: 5

    • DOI

      DOI:10.1371/journal.pone.0127284

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ongoing Processes in a Fitness Network Model under Restricted Resources2015

    • Author(s)
      Takayuki Niizato, Yukio-Pegio Gunji
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: なし

    • DOI

      DOI:10.1371/journal.pone.0127284

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Weak Identity from the Section-Retraction Perspective of Category Theory2015

    • Author(s)
      Takayuki Niizato
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics

      Volume: 20 Pages: 166-172

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Following the Shadow beyond Pursuit and Escape Mechanism in the Swarm of Soldier Crabs2015

    • Author(s)
      Yukio Gunji, Hisashi Murakami, Takenori Tomaru, Takayuki Niizato
    • Journal Title

      Proceedings of SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics.

      Volume: なし

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Schooling fish change internal movement strategy due to their density2015

    • Author(s)
      Hisashi Murakami, Takayuki Niizato, Takenori Tomaru, Yuta Nishiyama, and Yukio Gunji.
    • Journal Title

      Proceedings of SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics.

      Volume: なし

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Field of Safe Travel in Swarm2015

    • Author(s)
      Kohei Sonoda, Hisashi Murakami, Takayuki Niizato, Yukio Gunji
    • Journal Title

      Proceedings of SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: なし

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Difference in the searching strategy of Plecoglossus altivelis between single individuals and groups2015

    • Author(s)
      Takayuki Niizato, Hisashi Murakami, Kazuki Sangu, Takenori Tomaru, Yuta Nishiyama, Kohei Sonoda and Yukio Gunji
    • Journal Title

      Proceedings of SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      Volume: なし

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ミナミコメツキガニの群れに認められる逆ベイズ推論2015

    • Author(s)
      郡司ペギオ幸夫, 村上久, 都丸武宜, 新里高行
    • Organizer
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-15
  • [Presentation] 非対称な接触による群れの行動2015

    • Author(s)
      園田耕平, 村上久, 新里高行, 飯塚浩二郎, 郡司ペギオ幸夫
    • Organizer
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-15
  • [Presentation] 内的ゆらぎの群れ内情報伝達への貢献2015

    • Author(s)
      村上久, 新里高行, ,都丸武宜, 西山雄大, 郡司ペギオ幸夫
    • Organizer
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-15
  • [Presentation] 群れが形成するネットワークからみる図地構造2015

    • Author(s)
      新里高行, 村上久, 三具和希, 都丸武典, 西山雄大, 園田耕平, 郡司ペギオ幸夫
    • Organizer
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-15
  • [Presentation] Following the Shadow beyond Pursuit and Escape Mechanism in the Swarm of Soldier Crabs.2015

    • Author(s)
      Yukio Gunji, Hisashi Murakami, Takenori Tomaru, Takayuki Niizato
    • Organizer
      SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics.
    • Place of Presentation
      Kyoto University(Kyoto, Kyoto)
    • Year and Date
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Schooling fish change internal movement strategy due to their density2015

    • Author(s)
      Hisashi Murakami, Takayuki Niizato, Takenori Tomaru, Yuta Nishiyama, and Yukio Gunji
    • Organizer
      SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics.
    • Place of Presentation
      Kyoto University(Kyoto, Kyoto)
    • Year and Date
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Field of Safe Travel in Swarm2015

    • Author(s)
      Kohei Sonoda, Hisashi Murakami, Takayuki Niizato, Yukio Gunji.
    • Organizer
      SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics.
    • Place of Presentation
      Kyoto University(Kyoto, Kyoto)
    • Year and Date
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Difference in the searching strategy of Plecoglossus altivelis between single individuals and groups2015

    • Author(s)
      Takayuki Niizato, Hisashi Murakami, Kazuki Sangu, Takenori Tomaru, Yuta Nishiyama, Kohei Sonoda and Yukio Gunji
    • Organizer
      SWARM 2015: The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics.
    • Place of Presentation
      Kyoto University(Kyoto, Kyoto)
    • Year and Date
      2015-10-25 – 2015-10-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 少数個体がつくるアユの群れに内在する相互作用構造2015

    • Author(s)
      新里高行, 村上久, 三具和希, 都丸武典, 西山雄大, 園田耕平, 郡司ペギオ幸夫
    • Organizer
      第53回生物物理学会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-15

URL: 

Published: 2017-01-06  

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