2022 Fiscal Year Research-status Report

Field examination of the tactics at the prey pursuit navigation in raptors

Research Project

Project/Area Number	21K15169
Research Institution	Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences
Principal Investigator	西海望大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 特別研究員 (10760390)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2026-03-31
Keywords	無人航空機 / 捕食者-被食者間相互作用
Outline of Annual Research Achievements	本年度は実験用無人機の開発と米国での実験実施の二方面での研究展開を予定していた。しかし、無人機開発の一部において、実際の運用に基づいた仕様検討が必要となり、無人機の開発よりも米国での実験実施に重点を置くこととした。今回の米国での実験は、前年度の試験内容を踏まえ、より実践的な状況を想定したものであり、そこでの無人機オペレーションの要領検討および脅威に晒されたハトの危機回避能力と意思決定の探究をおこなった。具体的な試験内容は、無人機を操作し、高速巡航中のハト集団を目視外距離から特定し所定の要撃空域内で衝突直前まで追跡をおこなうというものである。巡航中のハトの位置情報はGPS情報をもとに算出され、近傍数kmを並走する中継車に無線伝送される。中継車は携帯電話回線を通じて、遠隔地にある無人機運搬車へハトの位置情報を伝送する。無人機運搬車は受信した情報をもとに推定された要撃地点へ急行し無人機を発進させ、以後はGPS情報と無人機搭載カメラ映像をもとに無人機をハト集団に対して突進させる。このように、ハトという捕捉しにくい高速飛翔体への追跡を成り立たせるには、動的な状況の中でハト集団、中継車、無人機運搬車、無人機の間で情報伝達の経路を確立させるなど、分担要員間で緊密な連携をとる必要があった。本試験を経て、そのためのオペレーションの要領を確立することができた。また、収集したハトの移動経路情報から、脅威に晒されたハトの危機回避能力と集団意思決定機構について、生物学的に重要な知見を得た。脅威に晒された際、ハトの一部の個体はやみくもに回避運動をおこなうのではなく、編隊を維持しようとする動きや安全圏へ進路を維持しようとする動きを織り交ぜていることが確認された。また、一度脅威に晒されたハトの一部では、その後たとえ無人機に襲われない状況であっても編隊内の安全な場所に位置しようとする行動が確認された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画通り現実的な状況設定のもとで無人機でハトを追跡することができ、生物学的発見につながる実験をおこなうことができたため。
Strategy for Future Research Activity	本年度の試験結果から、実験系拡張に向けて重要となる要素がいくつか確認された。主に、無人機の飛行能力、通信能力といった無人機の性能に関すること、無人機の運用権限拡大に向けた航空法の一部適用免除など法令等を含めた環境整備に関すること、が挙げられる。これらの知見を今後の実験系構築の改善に活用していく。また、実験で用いたハトの行動の解析については、まだ基礎的な段階に留まっている。今後、観察されたハトの行動がハト全般に言えるのかどうか統計的な分析を進めていく予定である。
Causes of Carryover	無人航空機の情報処理システムの開発において、一部の作業を先送りし米国での実験実施に重点をおいた。その結果、開発に充てる予算において次年度使用額が生じた。また、米国での実験実施においても、購入予定であった機材を共同研究先で無料で借用できたことなどから、次年度使用額が生じた。次年度使用額については、無人航空機開発および実験にかかる経費に充てることとする。