2022 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of Emerging Super-Organisms by Large-scale Tracking Experiments and Developing a New Theory of Collective Intelligence
| Project/Area Number |
21H04885
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
池上 高志 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10211715)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 康弘 会津大学, コンピュータ理工学部, 上級准教授 (10376494)
柏木 明子 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (40362652)
土畑 重人 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50714995)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
|
| Keywords | 集団知 / 生物集団 / テトラヒメナ / アミメアリ / ミツバチ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
３つの生物集団に関する実験を、計画どおりに続行することができた。その結果をSWARM-AROB国際会議(1/25-27/2023) にてorganized session (0S21: Individuals and collectives in (artificial) living systems )を提案し、発表することが出来た。また2022年の11月22日にOIST（沖縄科学技術大学）において、ゲストスピーカー（水本/OIST, 島田/東大、小串/統計数理研、柏木/弘前大）を招いて研究集会“Collective Intelligence in Living/Non-Livings Populations”を組織し、活発に議論を行った。
1.生物実験１（セイヨウミツバチ）：ミツバチの各個体の運動エネルギーが揃って立ち上がる大域的なバースト現象を発見し、その生物学的な意味を考察して、論文として投稿中。
2.生物実験２（テトラヒメナ）：個体の運動エネルギーの分布形状が分裂とともに、世代間で伝達することを見出した。このことの簡単な理論モデルをつくり、化学的油滴の運動などと比較して議論している。一部結果を統計力学の国際会議にaccept。またテトラヒメナに関し、その１細胞ごとのRNA発現パターンを解析し、細胞周期以外に特徴的な発現パターンのが生まれていることが見いだされた。こちらも論文投稿準備中。
3.生物実験３ （アミメアリ）：アリの個体集団を餌のないウェルで飼育し、その集団運動の様子を全個体トラッキングから解析した。アリの個体の運動の時系列をε(イプシロン)マシーンによる手法で解析し、一人で動いている個体はより「決定論的なルールに従い、集まっている個体群はより「非決定論的」なルールに従って運動していること様子が観察された。ALIFE2023に論文としてaccept。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３つの生物集団に関する実験を、計画どおりに続行することができた。その結果をSWARM-AROB国際会議(1/25-27/2023) にてorganized session (0S21: Individuals and collectives in (artificial) living systems )を提案し、発表することが出来た。また2022年の11月22日にOIST（沖縄科学技術大学）において、ゲストスピーカー（水本/OIST, 島田/東大、小串/統計数理研、柏木/弘前大）を招いて研究集会“Collective Intelligence in Living/Non-Livings Populations”を組織し、活発に議論を行った。
また、各研究テーマ（アリ、テトラヒメナ、ミツバチ）に関し、論文を準備・acceptされている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
現在までに得られた結果を論文にまとめるとともに、以下のように各項目の実験をすすめる。
1)テトラヒメナに関しては、各個体から増やして作った集団を用意して、集団のRNAの発現を調べる。1匹から分裂してつくりだした集団は、ランダムにつくった集団とは、集団のサイズと遺伝子型が同じであっても、運動の様子が異なることがわれわれの研究から明らかになっている。その点にフォーカスした実験を計画中である。
2)アリに関しては、２つの領域がつながった容器でのアリの生育を現在進行している。これまでと違って、ひとつの領域に餌をもうひとつの領域に巣をつくることで、アリの集団の中の役割分業の進化が見えると期待される。またε（イプシロン）マシーン解析の手法を改良して、長い時間の運動でも解析できるように改良していく。
3)集団知性の理論として、粗視化のレベルを階層的に変えながら、移送エントロピーおよび、情報包摂(information closure)のアイディアを用いて、ミクロとマクロの循環する影響を計算する。これをベースに2023年の終わりまでには、集団知の新しい理論の枠組みを論文として提案する予定である。
|
