2019 Fiscal Year Research-status Report
Emergence of novel individual relationships in evolution of artificial creatures and its application to understand ecological interactions and engineering
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18K11467
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鈴木 麗璽 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (20362296)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 進化的新奇性 / 仮想生物進化 / 資源共有問題 / 鳥類の歌行動 / 人工生命 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，仮想生物進化環境を用いて新奇な個体間関係の創発と進化の仕組みを明らかにし，さらに，その知見を鳥類の個体間相互作用を題材とした生態理解へ応用することを目的としている．
本年度は，前年度において予備的進化実験を行った3次元仮想生物相互作用進化モデルの問題点の洗い出しと解決を行った．具体的には，進化実験プログラムの実行を不安定化する要因であった遺伝子長増大の抑制，致死遺伝子の発生に起因する生物単純化の抑制，突然変異率の詳細な調整による多様化の促進等を実施した．また，より環境構造や個体間相互作用を活かした仮想生物の進化を議論するために，定常音源を頼りに餌資源ブロックから決められた半径内の個体で分け合う問題設定を採用して実験を行った．個体の移動軌跡を用いた集団行動の次元圧縮による可視化手法を構築し分析した結果，共有半径が個体間の物理的競合や資源共有のしやすさの程度に大きく影響し，半径が小さい場合には物理的競合により多様な集団進化が断続的に発生すること，半径が中程度の時には漸進的な進化によって最も適応的な集団へと進化しうることなどが判明した．このとき，生物は定常音源の情報を活用して集団行動に生かしていることや，環境音と生物の出す音のバランスも音利用行動の進化に影響すること等も判明した．鳥類の歌行動分析については，個体の多様性観測に適した環境として，テント内のキンカチョウの小集団における複数個体の鳴き声分布の抽出手法の検討，および，生成系のアルゴリズムを用いたプレイバック音のウグイスへの影響を調査し，鳥類個体群分析手法の洗練を行った．また，前年度から継続してきた集合行動タスクでの行動分析や，ニッチ構築とその創発構造の次元圧縮法による分析など，仮想生物を用いた進化ダイナミクス理解に関する進化実験分析，鳥類集団の複雑系的理解に関する論文執筆等も推し進めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
仮想生物進化環境の開発に関して大きな進展があったといえる．実験の安定化，進化する個体の複雑化・多様化それぞれに関して改善することができ，これらは本課題の論点である進化的新奇性の検討に大きく資するものである．また，行動進化傾向の定量化手法についても，実際に異なる条件における進化傾向を明確に可視化することができた．一方，集団内での行動・形態多様性の進化や維持にはさらなる検討が必要なことも判明した．鳥類観測においても，行動多様性検討の土台となる個体の分布の抽出に関して着実な進展が得られたといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
改善された仮想生物進化モデルを用いて，より集団の多様化が必要な問題設定や，本モデルの特徴である音を介した個体間相互作用が活用されうる問題設定での実験分析をすすめる．何らかの情報伝達が有益になる状況を想定し，情報の送信・受信の役割分担等を想定する．進化傾向の可視化については，集団レベルの可視化手法を発展させて個体レベルの多様性の指標開発も検討する．鳥類分析に関してはCOVID-19の影響によるデータ収集の問題があるが，適宜既存データ等も活用して継続して調査・分析を進める．
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| Causes of Carryover |
主に，昨年度はこれまでの計算機環境の継続利用が可能であったことや，最終年度のとりまとめに向けた分析環境拡充の吟味のため，一部予算の繰り越しが生じた．今年度予算と合わせて適切に分析環境整備を進める．また，研究成果の公表（論文執筆等）のための予算にも充てる予定である．
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