• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of Emerging Super-Organisms by Large-scale Tracking Experiments and Developing a New Theory of Collective Intelligence

Research Project

Project/Area Number 21H04885
Research InstitutionThe 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 / ウェブサービス / 情報理論
Outline of Annual Research Achievements

3年間の研究で以下のような結果をえることができた。アリやテトラに関し実験を積み上げ、Community First (コミュニティが最初)という理論を考える足がかりをつくった。これは、個性や多様性、あるいは自発性という生命システムの基本的な性質が、集団から生まれるというロジックである。
まずわれわれはいくつかの生物集団の実験を通じて以下のようなことがわかった。セイヨウミツバチでは、環境から情報がもちこまれると、酢の中で役割分担が自発的に生じることがわかった(Doi et al. 2023)テトラヒメナは、6つの非遺伝的なサブグループが可塑的な表現型として出現し(Kojima et al. 2024)、分裂時には非遺伝的な形質が受け継がれている (Ikegami et al. 準備中)。アミメアリでは、個体が確率的に振る舞うか、あるいは決定論的に振る舞うかという行動決定の分化が起こりうることを示すことができた(Maruyama et al. 2023)
本研究課題では、相互情報量を階層的にくりこんだ空間で計算することで、新しい集団内部の運動を見出すことができた(Masumori et al. 2023). またウェブサービスを生命進化とみなす新しいモデルを構築した。これらをベースに新しい個性の進化、を理解するための統一理論をつくる足がかりとした。
これらの発見はすべて、個々の振る舞いは、集団の「コンテキスト」に依存しているということである。集団が個々の要素の性質や才能を決定する。それが現在考えている”Community First"の理論である。たとえば人のグループでは、才能や個性のあるメンバーを集めて最強のチームを作るのは不可能であり、個性は集団から創発してくるものだということの理論をつくる。このことは、次の基盤Aプロジェクトへと持ち越された。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Revealing Gene Expression Heterogeneity in a Clonal Population of Tetrahymena thermophila through Single-Cell RNA Sequencing2024

    • Author(s)
      Hiroki Kojima, Akiko Kashiwagi and Takashi Ikegami
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 38 Pages: 101720

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2024.101720

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Autopoiesis: Foundations of life, cognition, and emergence of self/other2023

    • Author(s)
      Pasquale Stano, Chrystopher Nehaniv, Takashi Ikegami, Luisa Damiano, Olaf Witkowski
    • Journal Title

      Biosystems

      Volume: 232 Pages: 105008

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2023.105008

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spiking neural networks produce informational closure by stimulus avoidance2023

    • Author(s)
      Atsushi Masumori and Takashi Ikegami
    • Journal Title

      Biosystems

      Volume: 232 Pages: 104972

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2023.104972

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spontaneous and information-induced bursting activities in honeybee hives2023

    • Author(s)
      Itsuki Doi, Weibing Deng and Takashi Ikegami
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 13 Pages: 11015

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37785-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] From autopoiesis to self-optimization: Toward an enactive model of biological regulation2023

    • Author(s)
      Tom Froese, Natalya Weber, Ivan Shpurov and Takashi Ikegami
    • Journal Title

      Biosystems

      Volume: 230 Pages: 104959

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2023.104959

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Species- and situation-dependent variations of a simple visual response in ants2024

    • Author(s)
      Yusuke Notom, Shigehiro Namiki, Ryohei Kanzaki, Stephan Shuichi Haupt, Shigeto Dobata
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Swarm Dynamics of Simple Robots with Inherent Inhomogeneity2024

    • Author(s)
      johnsmith, Norihiro Maruyama, Takashi Ikegami
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pairwise Generation of Social Memes in Yule-Simon process2024

    • Author(s)
      Yasuhiro Hashimoto ,Hiroki Sato, Takashi Ikegami, Mizuki Oka
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-scale Information Dynamics in Large-Scale Boids Model2024

    • Author(s)
      Atsushi Masumori, Norihiro Maruyama, Takashi Ikegami
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Behavioral Analysis of Ant Colonies: Distinguishing Between Stochastic/Deterministic Modes and Global Behavior2024

    • Author(s)
      Norihiro Maruyama, Shigeto Dobata, Takashi Ikegami
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigating the heterogeneity and its heritability of Tetrahymena thermophila2024

    • Author(s)
      Akiko Kashiwagi, Hiroki Kojima, Takashi Ikegami
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シンプルな視覚ランドマークに対する文脈依存的なアリの行動選択2024

    • Author(s)
      納富祐典・並木重宏・神崎亮平・土畑重人・Stephan Shuichi Haupt
    • Organizer
      第71回日本生態学会大会
  • [Presentation] 拘束か誘引か:巣仲間の化学的痕跡がアリの行動に及ぼす影響2024

    • Author(s)
      兼田典佳・土畑重人
    • Organizer
      第71回日本生態学会大会
  • [Presentation] Preferential Attachmentに基づくポピュラリティの成長パターンの測定と分類2024

    • Author(s)
      讃岐浩太・橋本康弘
    • Organizer
      第8回人工生命研究会
  • [Presentation] 2ボール選択の壺モデルに「隣接可能性」空間を導入したイノベーション過程のモデリング2024

    • Author(s)
      滿名優希・橋本康弘
    • Organizer
      第8回人工生命研究会
  • [Presentation] Artificial Life Unveiled2024

    • Author(s)
      Takashi Ikegami
    • Organizer
      India Science Festival
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光走性を持つシンプルな実ロボット設計と、群れの生成ダイナミクスの実験2024

    • Author(s)
      smith john, 丸山典宏, 池上高志
    • Organizer
      2024年度人工知能学会全国大会(第38回)
  • [Presentation] LLMエージェントの集団インタラクションを通したゲームの新しい戦略の創発2024

    • Author(s)
      高田亮介, 升森敦士, 池上高志
    • Organizer
      2024年度人工知能学会全国大会(第38回)
  • [Presentation] Embodied Time Perception: Effects of Time Delay on Hand Motion and Time Estimation in Virtual Environments2023

    • Author(s)
      Atsushi Masumori, Takashi Ikegami
    • Organizer
      ALIFE 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Implementation of Lenia as a Reaction-Diffusion System2023

    • Author(s)
      Hiroki Kojima, Takashi Ikegami
    • Organizer
      ALIFE 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploring Multi-Level Inter-Scale Information Flow in Large-Scale Boids Model2023

    • Author(s)
      Atsushi Masumori, Norihiro Maruyama, Takashi Ikegami
    • Organizer
      ALIFE 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evolving Collective AI: Simulation of Ants Communicating via Chemicals2023

    • Author(s)
      Ryosuke Takata, Yujin Tang, Yingtao Tian, Norihiro Maruyama, Hiroki Kojima, Takashi Ikegami
    • Organizer
      ALIFE 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emergence of Differentiation of Deterministic/Stochastic Behavior in Ants’ Collectives2023

    • Author(s)
      Norihiro Maruyama, Michael Crosscombe, Shigeto Dobata, Takashi Ikegami
    • Organizer
      ALIFE 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decision-making on land and water in ants2023

    • Author(s)
      Yusuke Notomi, Tomoki Kazawa, So Maezawa, Ryohei Kanzaki, Shigehiro Namiki, Shigeto Dobata, Stephan Shuichi Haupt
    • Organizer
      日本比較生理生化学会 大阪大会
  • [Presentation] 提示された水刺激に対するアリの意思決定戦略2023

    • Author(s)
      納富祐典・加沢知毅・前澤創・並木重宏・神崎亮平・土畑重人・Stephan Shuichi Haupt
    • Organizer
      日本動物行動学会 第42回大会
  • [Presentation] Evolution of Individuality : Developing a Community First Theory2023

    • Author(s)
      池上高志
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会
    • Invited
  • [Presentation] Collective Behavior and the Top Down Causation in Living/Nonliving Agents2023

    • Author(s)
      Takashi Ikegami
    • Organizer
      The Uehara International Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] R.U.R. and the Vision of Artificial Life2024

    • Author(s)
      Takashi Ikegami
    • Total Pages
      312
    • Publisher
      MIT
    • ISBN
      9780262544504

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi