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2018 Fiscal Year Research-status Report

Study of Movement Strategy of Ants based on Local Information

Research Project

Project/Area Number 18K18343
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

崎山 朋子  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (30770052)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsラーニング・ウォーク / ピンクノイズ / 自己回避運動 / 自己誘引運動
Outline of Annual Research Achievements

アリの歩行特性についての実験的研究を行った. 1つ目はラーニング・ウォーク, すなわち, 新たなエサ場の知識を獲得する際の歩行について検証した.場所の知識を獲得する行為は, 将来使うかもしれない情報を覚えようとするという点において, 単純な予測とは異なる意味合いを持つ. そのような状況下における生物の振る舞いの定量的解析は, その行為の意義を明らかにできるため非常に重要であると考えられる. クロヤマアリのワーカーに対して, 馴染みのない環境下でエサを発見させ, 場所を覚えるというタスクを与えた. 視覚的目印をエサ場近傍に設置した場合と, そのような支配的手がかりが排除された場合とでは, ワーカーの示す歩行に明らかな違いがみられ,前者では歩幅の増幅がピンクノイズを示すことが分かった. 以上の結果から, 支配的目印が提示されている場合では, 長い歩幅と短い歩幅がある程度不規則に出現し, 様々な距離・角度からスナップショットを記憶している可能性を示唆している. ワーカーにとって, エサ場の獲得は, 近い将来使うかもしれないという曖昧な情報の獲得を意味する. そのような状況下で, スケールフリー的性質を示す振る舞いは, 不確定環境下における生物現象の特徴的性質を捉えていると考えられる. また, 2つ目の実験として, アリの長期的歩行特性の解明を, 小型昆虫のトラッキング装置を用いて行った. おなじくクロヤマアリを用いた実験によって, 自己回避・自己誘引運動を繰り返すという特徴的振る舞いが得られた.探索者が歩んできた方向性の曖昧さに基づく意思決定モデルを構築し, 現象的な実験結果と, 上記のシミュレーションを用いたモデルによる比較を実施することで,どのようなプロセスによって, そのような性質が出現するのかについて引き続き検証する.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ラーニング・ウォークに関する研究結果はすでに, 国内学会で発表を行い, さらに国際学術雑誌であるjournal of comparative physiology Aに採択され掲載済みである. 両査読者からも高い評価を得ることができた. 歩行トラッキングに関しても順調にデータを増やしていくことができているので, 計画以上に進展していると言える.

Strategy for Future Research Activity

歩行トラッキングに関しては, データ数をさらに増やしていく必要がある. また, シミュレーションモデルとの比較も行う予定である. さらに, ラーニング・ウォークに関しては, 当初の予定よりも著しく進展したため, より自由度の高い実験系を設計することで, 詳細な振る舞いの解析を行う予定である.

Causes of Carryover

1つ目のテーマである, ラーニング・ウォークに関する実験の進展が著しかったため, そちらに関する解析等に時間を割いた. そのため, 予定していた備品購入や海外での発表を実行することができず, 予算の一部を次年度分に繰り越すこととなった.

  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Emergence of a complex movement pattern in an unfamiliar food place by foraging ants2019

    • Author(s)
      Tomoko Sakiyama
    • Journal Title

      Journal of Comparative Physiology A

      Volume: 205 Pages: 61-66

    • DOI

      10.1007/s00359-018-1303-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ant System Combined with Autonomy and Cooperativeness2018

    • Author(s)
      Masato Kondo,Tomoko Sakiyama, Ikuo Arizono
    • Journal Title

      International Journal of Advances in Science, Engineering and Technology

      Volume: 6 Pages: 56-61

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordination of Pheromone Deposition Might Solve Time-Constrained Travelling Salesman Problem.2018

    • Author(s)
      Tomoko Sakiyama, Ikuo Arizono
    • Journal Title

      Complexity

      Volume: 2018-1 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1155/2018/6498218

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimal random search using limited spatial memory.2018

    • Author(s)
      Tomoko Sakiyama, Yukio-Pegio Gunji
    • Journal Title

      Royal Society Open Science

      Volume: 5(3) Pages: 1-7

    • DOI

      10.1098/rsos.171057

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 蟻の墓場の形成プロセス.2018

    • Author(s)
      﨑山朋子
    • Organizer
      日本動物行動学会第37回大会
  • [Presentation] 自律性と協調性を兼ね備えた蟻コロニー最適化モデル2018

    • Author(s)
      近藤誠人,﨑山朋子,有薗育生
    • Organizer
      日本経営工学会2018年春季大会
  • [Presentation] 蟻の死骸の山の形成プロセスにおける一考察2018

    • Author(s)
      﨑山朋子
    • Organizer
      第56回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] 蟻の探索における臨界的性質の出現について2018

    • Author(s)
      﨑山朋子
    • Organizer
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [Presentation] Investigation on Performance for Solving Asymmetric Traveling Salesman Problem of Ant System Based on Consistency and Discrepancy of Subjective Ranking2018

    • Author(s)
      Kotaro Uneme, Tomoko Sakiyama and Ikuo Arizono
    • Organizer
      The 19th Asia Pacific Industrial Engineering and Management Systems
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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