2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
26610114
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
阪上 雅昭 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (70202083)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 群 / 定常状態 / 平均トーラス / オプティカルフロー / 情報伝達 / 整列相互作用 / クラスター形成 / 個体識別 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では”群れの科学”を創るための端緒として魚群のダイナミクスを定量的に理解することを目的とする．そのため，オプティカルフローによる速度場計測と個体識別という２つの動画解析手法を開発し，魚群の集団運動を研究する方法論を確立することを目指した．
（１）トーラス形状の定量的研究と平均トーラスの存在 本申請で購入した水中カメラを用いて九十九島水族館において高画質あるいは高速度でのイワシ群れの水槽底からの動画を撮影した．イワシの数密度が高く重なりが頻繁に起こるので個体追跡は難しい．そこでオプティカルフロー という手法で速度場の測定する手法を開発した．とくにトーラス形状に注目し，その中心からの距離と回転速度の関係である回転曲線の計測を行った．トーラスは大きなゆらぎをもち絶えず変形するため，回転曲線も時間変化するが，６０秒程度の時間で平均すると傾きがほぼ一定の直線になることがわかった．これを平均トーラスとよぶ．また６０秒という時間が各個体がトーラスを一周する時間（動的時間とよぶ）であることも興味深い．さらに速度相関もこの動的時間スケールで収斂することが示された．絶え間なく大きくゆらいでいるが，動的時間で平均すると普遍的な構造が現れるという生物集団（イワシ群れ）に対する重要な知見が得られたと評価している．
（２）個体識別による群れの各個体の遊泳の定量的研究 比較的数密度の低い魚群については個体識別により各個体のおよびを特徴付ける尾びれ振動数や屈曲の位相などが計測できることを示した．従来，魚の遊泳の定量的研究は少数の個体による，実験などで行われていた．これに対して，本手法により，低密度に限定されているとはいえ，集団の中での泳ぎを研究することが可能になった．
|
