2018 Fiscal Year Annual Research Report
Estimating the phycological states in fish using bioelectric signals: a challenge to "Biological affective engineering"
| Project/Area Number |
16K12513
|
|---|
| Research Institution | Hiroshima University |
|---|
Principal Investigator |
辻 敏夫 広島大学, 工学研究科, 教授 (90179995)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 将之 広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (70253119)
平野 旭 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (60594778)
曽 智 広島大学, 工学研究科, 助教 (80724351)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 小型魚類 / 感性計測評価 / 生体信号計測 / 行動計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，モデル生物であるゼブラフィッシュとメダカの心理状態推定法の開発を目指す．具体的には，生体電気信号から魚の生理状態と運動状態を計測し，魚の心理状態の表現軸を見出してこれにマッピングすることにより，ストレスを含めた心理状態を推定する．本研究課題は以下の４つの小目標で構成される： (1)魚の生体電気信号から生理状態と運動状態を同時計測するアルゴリズムの開発．(2)心理刺激実験プロトコルを設計し，生理状態と運動状態を解析することにより魚の心理状態を表現する空間軸の構成．(3)計測した生理・運動指標を心理状態空間に変換するアルゴリズムの開発．(4)心理状態モデルを構築することによる魚の情動状態の未来予測の実現．平成２９年度までに，1匹の魚の呼吸波計測を行い（目標（１）），人工的に恐怖情動と快情動を誘発して呼吸のリズムと運動を抽出し（目標（２）），恐怖情動と快情動が表現可能な心理軸を導いた（目標（２）・（３））．
平成３０年度は，魚の馴化開始時間予測を試みた．魚は未知の環境刺激が提示されると恐怖や不安情動を発現し，馴化するにしたがってこれらの情動が消失する．この情動の遷移はこれまでに抽出した遊泳状態と生理状態を反映する評価指標の分布の変化によって表現できると考えられるため，主成分空間上における評価指標の分布の時間変化をKL情報量により評価するという手法を提案した．新奇環境刺激を魚に提示するという実験を行った結果，時間経過とともに指標分布の変動が小さくなっていることを確認した．そして，専門家の評価と提案法が予測した馴化開始時間との間に有意な強い相関 (r = 0.87，p = 0.025) が認められた．以上より馴化という現象を対象として情動状態の遷移予測に成功した．
|
