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Development of a nano-size electronic tag for aquatic animals to achieve data-driven science

Research Project

Project/Area Number 19H03036
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Noda Takuji  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 研究員 (70749184)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三田村 啓理  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (20534423)
和田 敏裕  福島大学, 環境放射能研究所, 准教授 (90505562)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywordsバイオロギング / ナノロガー / 種苗放流 / データベースシステム / クラウドシステム / データ駆動科学
Outline of Research at the Start

これまでのバイオロギングでは、①小型魚に適用困難、②大量装着が実務的に困難、③ビッグデータ化し一元解析するためのデータ蓄積・解析基盤が未整備という課題があった。本研究では、通常の標識タグと同様に、小型で、簡便な装着が可能であり、かつ行動を計測可能なナノロガーを新たに開発する。実証実験として、開発したロガーを種苗放流が行われている小型魚に大量装着し、得られたデータを一元化したフォーマットで蓄積・解析する一連のフローを構築する。このシステムの実証により、今後、種苗放流をはじめ様々な水産生物にロガーを簡便かつ大量に適用できる環境を構築し、バイオロギングによるデータ駆動科学を実現する環境を創出する。

Outline of Final Research Achievements

Conventional bio-logging has the following problems: 1) it is difficult to apply to small fish, 2) it is practically difficult to install a large number of bio-loggers, and 3) the data storage and analysis infrastructure for big data and centralized analysis is not yet in place. To solve these problems, this study developed a new logger that is small, easy to start up, and can measure behavior. In addition, we developed a program to estimate location from the obtained depth and light data from aquatic animals. As a demonstration experiment, the developed logger was attached to a Spotted halibut that was being released as a seedling, and a series of flows were constructed to accumulate and analyze the obtained data in a centralized format.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の意義は、バイオロギングに用いるロガーとして、従来よりも小型で、起動作業が簡便であり、かつ行動を計測可能なロガーを新たに開発したことである。本研究では、ロガーから得られる深度や照度データから位置を推定するプログラムを開発し、状態空間モデルにより、連続的な位置推定を行う方法を開発した。さらに、得られたデータを一元化したフォーマットで蓄積し、これらの位置推定プログラムを実施できるクラウドシステムを構築した。以上より、今後、種苗放流をはじめ様々な水産生物にロガーを簡便かつ大量に適用できる環境を構築し、バイオロギングによるデータ駆動科学を実現する環境を創出できたと考える。

Report

(4 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Acoustic zone monitoring to quantify fine-scale movements of aquatic animals in a narrow water body2022

    • Author(s)
      Mitamura Hiromichi、Wada Toshihiro、Takagi Junichi、Noda Takuji、Hori Tomoya、Takasaki Kazuyoshi、Kawata Gyo、Arai Nobuaki
    • Journal Title

      Environmental Biology of Fishes

      Volume: 105 Issue: 12 Pages: 1919-1931

    • DOI

      10.1007/s10641-022-01225-9

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Attraction of an artificial reef: a migratory demersal flounder remains in shallow water under high temperature conditions in summer2021

    • Author(s)
      Mitamura Hiromichi、Nishizawa Hideaki、Mitsunaga Yasushi、Tanaka Kotaro、Takagi Junichi、Noda Takuji、Tsujimura Hirotaka、Omi Hiroaki、Sakurai Ryo、Sato Masaaki、Arai Nobuaki、Hori Masakazu
    • Journal Title

      Environmental Biology of Fishes

      Volume: 105 Issue: 12 Pages: 1953-1962

    • DOI

      10.1007/s10641-021-01153-0

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Migration, residency and habitat utilisation by wild and cultured Japanese eels ( Anguilla japonica ) in a shallow brackish lagoon and inflowing rivers using acoustic telemetry2020

    • Author(s)
      Noda Takuji、Wada Toshihiro、Mitamura Hiromichi、Kume Manabu、Komaki Takuhei、Fujita Tsuneo、Sato Tatsuma、Narita Kaoru、Yamada Manabu、Matsumoto Akira、Hori Tomoya、Takagi Junichi、Kutzer Alisa、Arai Nobuaki、Yamashita Yoh
    • Journal Title

      Journal of Fish Biology

      Volume: 98 Issue: 2 Pages: 507-525

    • DOI

      10.1111/jfb.14595

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Post-release behaviors and movements of cultured and wild Japanese eels (Anguilla japonica) in a shallow brackish water lagoon in northeastern Japan2019

    • Author(s)
      Noda Takuji、Wada Toshihiro、Iwasaki Takashi、Sato Tatsuma、Narita Kaoru、Matsumoto Ikuo、Hori Tomoya、Mitamura Hiromichi、Arai Nobuaki
    • Journal Title

      Environmental Biology of Fishes

      Volume: 102 Issue: 12 Pages: 1435-1456

    • DOI

      10.1007/s10641-019-00917-z

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 汽水域に放流した天然・養殖ニホンウナギの移動生態2020

    • Author(s)
      野田琢嗣
    • Organizer
      第 1 回 ウナギ学の現状
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオテレメトリーによる水圏生物の行動情報の取得-3 深度ロガーおよび状態空間モデルを用いた福島沖のホシガレイの位置推定精度の検証2020

    • Author(s)
      野田琢嗣, 和田敏裕, 新関晃司, 藤田恒雄, 水野拓治, 高木淳一, 荒井修亮, 三田村啓理
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオテレメトリーによる水圏生物の行動情報の取得-4 待ち伏せ型魚類の摂餌行動を把握するための加速度ピンガーおよびエッジaiの開発2020

    • Author(s)
      野田琢嗣, 荒井修亮, 三田村啓理
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオロギングによる水圏生物の行動情報の取得-10 福島県阿武隈川信夫ダムにおけるチャネルキャットフィッシュの産卵場特定の試み2019

    • Author(s)
      高木淳一, 和田敏裕, 鷹崎和義, 川田暁, 荒井修亮, 堀友彌, 野田琢嗣, 三田村啓理
    • Organizer
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオロギングによる水圏生物の行動情報の取得-11 国産の照度ロガー開発の現状と今後の展開 12019

    • Author(s)
      野田琢嗣, 小泉拓也, 藤岡紘, 北川貴士, 宮下和士
    • Organizer
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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