Analysis of dynamics in calling behavior of animals and its application to autonomous communication system

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04144
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60020:Mathematical informatics-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Aihara Ikkyu 筑波大学, システム情報系, 准教授 (70588516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小南 大智 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (00709678) ; 村田 正幸 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (80200301) ; 青柳 富誌生 京都大学, 情報学研究科, 教授 (90252486)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 動物行動 / 数理モデリング / 野外計測 / 通信方式 / 無線センサネットワーク

Outline of Final Research Achievements

This project aims to examine nonlinear dynamics in calling behavior of animals both experimentally and theoretically and propose the novel methodology applicable to the autonomous distributed control of wireless sensor networks. First, we experimentally analyzed the spatio-temporal patterns in acoustic communication of animals. Second, we proposed a mathematical model in which animals switch their behavior depending on the communication and spatial structure. Third, we proposed the mathematical model applicable to the autonomous distributed control of wireless sensor network and examined its efficacy based on numerical simulations.

Free Research Field

非線形科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物の集団発声行動における時空間パターンは、特に野外では未解明の点が多い。カエルや昆虫の発声行動はオスがメスを呼ぶという繁殖のための重要な役割を担っている。このような行動を先端的計測技術を用いて高精度に測定し、そのメカニズムを数理モデルとして抽出する本プロジェクトには「生物の新たな行動原理の解明」と「生物に学ぶ新しい技術開発」が期待できる。