2016 Fiscal Year Research-status Report
リアルタイム双方向情報処理システムを用いた動物の行動解析
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26430028
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
渡辺 英治 基礎生物学研究所, 神経生理学研究室, 准教授 (30250252)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メダカ / 行動 / 視覚 / バーチャルリアリティ / ３Ｄアニメーション / トラッキング / 群れ / リアルタイム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究プロジェクトは、小型魚であるメダカの行動解析にリアルタイム双方向情報処理システムを導入し、メダカの群れ形成における個体間相互作用の重要性を明らかにし、群れ形成に関わる視覚情報とその数理モデル化を目指している。平成２８年度は平成２７年度の行ったメダカの３Ｄアニメーション（バーチャルメダカ）の提示実験を総合的に実施した。具体的には、バーチャルメダカの形状、色、動き（局所的な動きと大局的な動きの２種）の４つのパラメータを軸に、単独でパラメータを変化させた場合、複数のパラメータを変化させた場合に分けて、それを知覚したメダカの社会的行動の観察を行った。その結果、メダカは同種他個体の形状、色、動きのすべてのパラメータを参照にして認識を行っていることが判明した。動きでは特に大局的な運動に強く惹きつけられることが明らかとなった。この実験結果は３Ｄアニメーションの性能の高さを示しいる。本業績は、第３９回日本神経科学学会（神奈川県横浜市）で発表した。さらには、国際学術誌（ＰＬｏｓＯＮＥ誌）でも発表を行った。さらに平成２８年度はリアルタイム双方向システムの技術開発を完成させるいことにも注力した。運動立体視を利用して水槽中にバーチャルな動物プランクトンを創り出すことに成功した。
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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
メダカの３Ｄアニメーションによるバーチャル動物を使った実験は、ほぼ完成の域に達し、国際誌への発表として結実した。さらには同技術を応用した共同研究が複数同時に走っている。そのうちのひとつの共同研究は論文投稿までの段階に来ている。本システムは今後さらなる発展が期待できる。リアルタイム双方向情報処理システムに関しては、運動立体視を利用したリアルタイムトラッキングシステムがほぼ完成をした。リアルタイム双方向情報処理システムでは、現実には存在しないバーチャルな立体物の構築に成功しており、さらには小型魚の餌となる動物プランクトンの構築にも成功している。また先行的な研究によって、これが小型魚にも応用可能であることを示した。研究プロジェクトは順調に推移していると言えるが、残念ながら当初予定していたリアルタイム双方向情報処理システムによる本実験は未だに達成できていない。そこで本プロジェクトを継続課題とし了承を得るに至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は本研究プロジェクトの継続課題としての最終年度になる。完成したメダカの３Ｄアニメーション及びリアルタイムトラッキングシステムを利用してリアルタイム双方向情報処理実験を進めていく。リアルタイムトラッキングシステムの開発と運用には高度な知識と経験が必要である。そのため確実に研究を遂行するために、専用の研究員を雇用し本研究プロジェクトを確実に推進することにする。小型魚類の群れ形成における個体間相互作用の重要性を明らかにし、群れ形成に関わる視覚情報の検証実験を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初計画していたリアルタイム相互作用情報処理システムは、既存のソフトウェアの改造にて対応予定であった。しかしながら、既存のソフトウェアでは目的としていたリアルタイム性が確保できなかったため、現在自作のソフトウェアを作成して対応をしている。又システムをより精緻なものにするために、現在人工知能技術を利用したシステムも平行して準備している。これらのソフトウェア作成のために補助事業期間の延長が必要となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
リアルタイム相互作用情報処理システムを実現するための自作のソフトウエアの作成はほぼ完了した。平成２９年度は本ソフトを使用して専属の研究員による実験を遂行する予定である。繰り越した研究費は、この専属の研究員の給与や旅費、また実際に実験を行うため、必要になる消耗品費などに使用する予定である。年度内には一通りの実験計画が完了する予定としている。
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