2013 Fiscal Year Research-status Report
コオロギと移動ロボットのマルチモーダル相互作用による配偶行動メカニズムの理解
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25540118
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
川端 邦明 独立行政法人理化学研究所, 理研-XJTU連携研究ユニット, ユニットリーダー (90301754)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青沼 仁志 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (20333643)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 相互作用 / 適応メカニズム / 移動ロボット |
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| Research Abstract |
研究初年度である今年度は，クロコオロギの配偶行動をメカニズム理解のために必要な基礎的な研究開発として．以下の項目について実施し成果を得た．
まず，クロコオロギと音・化学刺激を用いたマルチモーダルな相互作用を行うための基礎となる小型移動ロボットプラットフォームおよびその制御系の開発を行った．音刺激については，コオロギ・スケールのマイクロ移動ロボットへ，録音したコオロギの鳴き声を再生するための小型スピーカを搭載した．また，化学刺激については，コオロギの体表フェロモンをロボット本体に塗布することで実現した．さらにロボットの移動制御系として，赤外線無線通信デバイスにより制御コマンドを送信することで．オペレータの操縦によるクロコオロギへの相互作用に関する基礎的な実験および誘引される行動に関する観察を行った．また行動計測・記録のための俯瞰カメラ画像に基づいたコオロギおよびマイクロ移動ロボットのトラッキングについて検討を行う．
一方，昆虫の配偶行動の動機付けには脳内の生体アミン類のはたらきが重要である．特に，生体アミンのセロトニンやオクトパミン，ドーパミンは卵巣の発達や交尾行動の発現などにかかわると考えられている．そこで，クロコオロギの脳内でははたらくドーパミンについて理解を深めるために，ドーパミンの合成や代謝にかかわる酵素，ドーパミン受容体等の遺伝子の同定を行った．セロトニン関連遺伝子の同定は既に終了しているので，今年度はそれにドーパミン関連遺伝子について新たな知見として得られた．
本研究課題推進によって得られた成果については，関係学会の論文誌や国内外の講演会・会議において公表を行った．
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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
研究者代表者と分担者の間で緊密に情報交換や意思疎通，協力を行ったことで，順調に研究活動が推進され，当初目標としていた目標を概ね達成することができた．
具体的には，スピーカを搭載した小型移動ロボットプラットフォームの基礎的な構築を行い，動作実験する目標を達成している．また，配偶行動動機付けにかかわる生体アミンの働きについて理解が進んだ．
次年度も引き続き，現在の研究開発体制を維持，発展させることで，本研究課題の当初の目標を達成することが十分可能である状態・状況にあるといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究成果により得られた，音・化学刺激を提示する小型移動ロボットを基礎として，ビジュアルトラッキング情報に基づいてマイクロ移動ロボットを遠隔制御するための制御手法や，必要に応じて計算機により小型スピーカから音声再生を行う枠組みについて開発を行う．さらに，コオロギの音源定位特性に関する実験を実施する．これにより，音・化学刺激を利用した相互作用時のマイクロ移動ロボットの行動パターンや手続きの設計につながる知見を得る．
また，ロボット共存社会環境におけるコオロギの実時間行動切り替えの神経機構の解明として，前年度から引き続き行動生理学実験を進める．特に，脳内生体が配偶行動の過程において，雄への接近から交尾の受け入れにかかわると仮説を立てている．そこで，コオロギが，マイクロ移動ロボットとの共存環境下においてロボットにより環境条件が操作される中において，雌が雄への接近から交尾の受け入れへと行動を切替える神経基盤を探る．マイクロダイアリシス法を用いて，薬理学的に候補生体アミン類のアゴニストまたはアンタゴニストを脳に作用させ，マイクロ移動ロボット共存環境下での行動変化と神経活動の変化を調べ，適応的な行動が実現される脳の神経機構を調べる．
前年度に引き続き，これらの活動により得られた成果は，関係学会などに積極的に公表していくことで研究成果の周知に努める予定である
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度の研究費において残額が生じているが，順調に研究成果があがっていることをふまえた上で，効果的な予算使用として，相互作用実験に必要な計算機周辺機器やクロコオロギを用いた生物実験のための消耗品等へと充当することが研究成果の発展に効果的であると考え，前述残額分を次年度に使用していくこととした．
次年度配分予定の研究費の使用計画としては，前述のコオロギの生物実験のための消耗品や計測制御のための計算機周辺機器等に使用することで，研究を円滑に進める予定である．また，研究成果を国際論文誌や国際会議，国内会議等で公表するための出張旅費や研究活動を促進する調査旅費等にも使用していく予定である．高額の備品等の購入予定はない．
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