2017 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding and realization of swarm intelligence based on ethology and theory life sciences
| Project/Area Number |
17H01249
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
松野 文俊 京都大学, 工学研究科, 教授 (00190489)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
郡司 幸夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40192570)
池上 高志 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10211715)
辻 瑞樹 琉球大学, 農学部, 教授 (20222135)
大倉 和博 広島大学, 工学研究科, 教授 (40252788)
滑川 徹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30262554)
土畑 重人 京都大学, 農学研究科, 助教 (50714995)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 群知能 / 行動生物学 / 理論生命科学 / ロボティクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
個体と群れの行動原理の物理・数理的解析を基にこれらを操る統一的制御理論を構築し、実際のロボットとして具現化することにより、生物学及び工学の両面から個体の知能と群れの知能の本質に迫ることを目的としている。具体的な研究実績内容を以下に示す。
（1）群れ形成機能：：A).測る: セルラオートマトンを使った10万個体以上からなる群れのシミュレータの構築、（2）環境適応機能と群れ社会の機能向上の理解と実現:：環境適応機能：(B).理解: 環境適応機能のアルゴリズム化およびモデル構築とシミュレーションによる有効性の検証、(C).操る: モジュラーロボットの環境適応行動アルゴリズムの構築、群れ社会の機能向上：(A).測る： トゲオオハリアリを用いた実験環境の整備と観察実験準備、（3）個体の局所情報による群れの大域的情報の推定機能：：(A).測る、(B).理解： 栄養交換をするアリの餌の不足度合と群れ全体の餌の不足度合およびアリの周りの他のアリのフェロモン濃度と群れ全体のコロニー数の関係をマルチエージェント・シミュレーションにより確認、（4）群の身体性と群れ可同定性：：群の身体性：(A).測る、(B).理解：外部世界と内部世界を多対一の写像とし代表元を導入することにより内部と外部を同型写像と見なす数学的枠組みの構築、群れ可同定性：(A).測る: 分巣を行うことが知られているアリ（アミメアリ等）の大規模コロニーを実験室内で観測し、分巣が誘導される条件を検討
また、共同研究の成果を公表するために、2017年10月29日－11月1日に国際会議International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics2017を京都大学で開催し、海外の研究者との議論を実施した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
個々の共同研究の推進と全体会議を通した研究目的の共有化を実施し、その成果を取りまとめ論文投稿するための準備が進んでおり、シナジー効果が出てきている。また、2017年10月29日－11月1日に国際会議International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics2017を京都大学で開催するなど、国内外の研究者との議論を通して研究推進を加速している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果をもとに、以下のように研究計画に沿って研究を推進していく予定である。
（1）群れ形成機能； (A).測る、(B).理解: 個体が運動するためのエネルギーを考慮した群れのシミュレータの開発; (C).操る、(D).創る：エネルギーを環境から取り込みながら動くロボットが自己の存続を考慮して実世界で移動するための分散制御則の開発とロボットの設計
（2）環境適応機能と群れ社会の機能向上の理解と実現； 環境適応機能:(C).操る、(D).創る: 行動則の検討と実機実験の準備；群れ社会の機能向上:(A).測る、(B).理解： トゲオオハリアリを用いた実験とシミュレーションによる仮説の検討準備
（3）個体の局所情報による群れの大域的情報の推定機能； (B).理解、(C).操る： 餌の不足情報あるいはコロニーサイズの情報に基づいた個体の行動アルゴリズムの改良、(C).操る： 餌の不足情報あるいはコロニーサイズの情報に基づいて個体の行動を変化させる場合とさせない場合の群としてのパフォーマンスの差異を検討し、シミュレーションにより仮説の妥当性を検討
（4）群の身体性と群れ可同定性； 群の身体性: (B).理解： ベイズ推論と逆ベイズ推論を導入して、群れが分裂し再び一個の群れに回帰する運動を解析； 群れ可同定性: (B).理解: マーキング個体を用いたネットワーク分析、(C).操る: 実証データに基づいてシミュレータを用いて，個体の巣所属認識（個体の内部状態として実装）が個体間相互作用によって二極化する過程の再現の検討
|
Research Products
(103 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Radiocarbon analysis reveals expanded diet breadth associates with the invasion of a predatory ant2017
Author(s)
Suehiro Wataru, Hyodo Fujio, Tanaka Hiroshi O., Himuro Chihiro, Yokoi Tomoyuki, Dobata Shigeto, Gunard Benoit, Dunn Robert R., Vargo Edward L., Tsuji Kazuki, Matsuura Kenji
-
Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7
Pages: 15016
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
