2021 Fiscal Year Research-status Report
An ecoacoustic and agent-based model based on a fusion of real data and an evolutionary model
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21K12058
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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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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 鳥類の鳴き声 / 生成モデル / エージェントベース進化モデル / ロボット聴覚技術 / 生態音響学 / 人工生命 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，生成系機械学習モデルの豊かな表現力と，構成論的進化モデルを融合した，生態音響エージェントベースモデルを構築し，鳥類音声に関するフィールド調査とも連携して複雑な生態音響進化シナリオを探ることを目的とする．
初年度は，先行する予備的実験であるキンカチョウの音素に関する生成モデルを用いた性選択モデルに関して，複数の音素に基づく形質表現への拡張や，表現型可塑性の影響の分析を進めた．また，ウグイスの鳴き声を題材とした進化モデル実験と生態調査の融合が可能であるかを検討するため，大学演習林内において事前に収録したウグイスの鳴き声を用いて，人工鳴き声の生成モデルを作成した．このモデルに基づく生成音のプレイバック実験の予備的分析を行った．マイクロホンアレイによる音源の到来方向情報と鳴き声の種類に基づいた野生のウグイス個体の反応を定量化して分析した結果，対象の個体は人工的な鳴き声にも反応しうることや，より強い反応を示す人工音がありうること等が示唆された．上記の事例をもとに，本課題における生成モデルと進化モデル，および，生態観測の融合に関する基本的な枠組みを示した論文を人工生命に関する国際会議において発表予定である．
また，構成的モデルにおける音響的相互作用の進化ダイナミクスの理解のため，3次元仮想生物間の音響ニッチ競合や，資源共有問題における音響相互作用の進化モデルの分析を進めた．ニッチの棲み分けの進化や協力的・競合的状況における発生音に基づく複雑な情報伝達の萌芽を確認した．また生成モデルとエージェントモデルの融合に基づく学習による文化進化の検討のため，生成モデルに基づき言葉を発するエージェント集団におけるミーム進化モデルを構築し，多様な言葉の生成と伝播によりミーム進化や動的な個体間相互作用が生じうることを確認した．さらに，ロボット聴覚技術に基づく鳥類観測に関する研究を進めた．
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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
概要で述べたように，開発中の進化モデルの基本的な特性の理解が進んだこと，また，生成モデルの試作やフィールド調査の実施によりウグイスの鳴き声を題材にした融合アプローチが実施可能であることが確認できたこと，生成モデルとエージェントモデルの融合の方法論の構築にも発展があったことから，順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
進化モデルの条件として，環境構造を想定した影響などを盛り込むことで，より多様な進化の可能性を検討できる枠組みに発展させる．また，より多様なウグイスの鳴き声に基づく生成モデルの構築や，海外の鳥類などの多様な種の鳴き声に関しても同様なアプローチで議論が可能か，調査分析を進める．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症拡大により旅費の支出が大きく抑えられたことや，初年度は現有資源を活かして中程度の性能の計算機を購入したことをふまえ，次年度以降の進化実験・分析や調査の本格化を見据え予算を充実させ両面に関して継続的な拡充を行う予定である．
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