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昆虫社会の適応的行動と個体をつなぐ制御力学

研究課題

研究課題/領域番号 18047017
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関琉球大学

研究代表者

辻 瑞樹  琉球大学, 農学部, 教授 (20222135)

研究分担者 菅原 研  東北学院大学, 教養学部, 准教授 (50313424)
山岡 亮平  京都工芸繊維大学, 大学院・工芸科学研究科, 教授 (00111948)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
2007年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2006年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード昆虫 / 行動学 / モデル化 / 知能ロボティックス / 進化 / 信号物質 / 自己組織化 / 社会性昆虫 / アリ / 女王物質 / 体表炭化水素 / 自律分散 / 時系列解析
研究概要

アリの社会が全体として適応的に制御されるのは,下位の階層である個体間のいかなる相互作用によるのか.ワーカー数認識と個体密度制御という現象にとくに注目し,内在するとフィードバック機構を解き明かすべく研究を行った.トゲオオハリアリではワーカーの産卵行動は女王との直接的身体摂食による制御される.コロニーサイズが変化してもこれが機能するのは,あたかもコロニー全体の状況を認識したかのような局所情報依存的行動切り替えにあることが,実験およびシミュレーションモデルにより示唆された.具体的には女王と3時間以上接触しなかったワーカーが自己産卵巣べく生理状態を切り替え,同時に順位行動を開始する.女王はこれら生理状態を切り替えたワーカーに巣内で接触すると,活発に歩行し女王の存在情報を伝える.たったこれだけで、コロニーサイズの変化にかかわらず繁殖に関する分業が自己組織化されるのである.また,女王認識に関与する体表炭化水素群も示唆された.ワーカーの定位行動を解発するのは炭素数23-29の女王非特異的な炭化水素群で,女王特異的な炭素数36-41め群dではないという意外な結果が得られた.また,関連事項であるポリシング,ワーカー個体の移動行動,分業比率,引っ越し行動を支配する信号物質についても研究を展開し,実ロボットによるモデル化も検討中である.特にワーカー個体の移動行動には速変化と角度変化においてある種のフラクタル性が確認され,少数のパラメータで行動を記述できることがわかり,これらはエージェントベースモデルに導入されたほか将来や実ロボットのプログラミングにも資すると考えられた.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (20件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Small queens and big headed workers in a monomorphic ponerine ant2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Kikuchi
    • 雑誌名

      Naturwissenschaften (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis and Modeling of Ants' Behavior from Single to Multi-body2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi
    • 雑誌名

      Proc. of 13th Int. Symp. on Artificial Life and Robotics

      ページ: 847-848

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 社会的適応行動から学ぶ群ロボットーアリのコロニー形成と維持を対象として2007

    • 著者名/発表者名
      菅原 研
    • 雑誌名

      計測と制御 46

      ページ: 928-933

    • NAID

      10020287086

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Does disturbance favor dispersal? An analysis of ant migration using the colony-based lattice model2007

    • 著者名/発表者名
      Nakamaru, M
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology 248

      ページ: 288-300

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial distribution of turtle barnacles on the green sea turtle、Che1onia mydas2007

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, R
    • 雑誌名

      Ecological Research 23

      ページ: 123-125

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Caste-biased acceptance of non-nestmates in a polygynous ponerine ant2007

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, T
    • 雑誌名

      Animal Behaviour 73

      ページ: 559-565

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collective Motions and Formations of Multi-robots Based on Simple Dynamics2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. of 2007 IEEE/ICME Int. Conf. on Complex Medical Engineering

      ページ: 122-125

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Proportion Regulation in Division of Labor for Multi-agent System2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sugawara,
    • 雑誌名

      Proc. of 2nd Int. Symp on Mobiligence

      ページ: 199-202

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Spatial distribution of turtle barnacles on the green sea tutle, Chelonia mydas.2007

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, R
    • 雑誌名

      Ecological Research (印刷中)(未定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Caste-biased acceptance of non-nestmates in a polygynous ponerine ant..2007

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, T
    • 雑誌名

      Animal Behaviour (印刷中)(未定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nestmate discrimination in the queenless ponerine ant Diacamma sp. from Japan.2007

    • 著者名/発表者名
      Suwabe, M
    • 雑誌名

      Entomological Science 10・1

      ページ: 7-10

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Morphological differences between sexed in the ponerine ant Diacamma sp. (Formicidae : Ponerinae).2006

    • 著者名/発表者名
      Okada, Y
    • 雑誌名

      Sociobiology 48・5

      ページ: 527-541

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] トゲオオハリアリにおける産卵後ワーカーポリシング2008

    • 著者名/発表者名
      下地博之
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] キイロヒメアリ女王による栄養卵産卵2008

    • 著者名/発表者名
      林正幸
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] キイロヒメアリにおける完全産雌単為生殖-低分散・局所適応仮説-2008

    • 著者名/発表者名
      佐々木智基
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アリは如何にしてコロニーの大きさを認識するのか2008

    • 著者名/発表者名
      菊地友則
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 病原菌接種後にみられるトビイロケアリのグルーミング行動2008

    • 著者名/発表者名
      奥野正樹
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本産トゲオオハリアリにおけるgamergateの認識と体表炭化水素の関係2008

    • 著者名/発表者名
      藤木悠里
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アミメアリにおける複数レベル選択の実験的検証2008

    • 著者名/発表者名
      土畑重人
    • 学会等名
      第55回 日本生態学会福岡大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アリは如何にしてコロニーの大きさを認識するのか2008

    • 著者名/発表者名
      菊地友則
    • 学会等名
      第55回 日本生態学会福岡大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 外来アリはなぜ侵略的となるのか?2008

    • 著者名/発表者名
      辻 和希
    • 学会等名
      第55回 日本生態学会福岡大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] トゲオオハリアリにおける産卵後ワーカーポリシング2008

    • 著者名/発表者名
      下地博之
    • 学会等名
      第55回 日本生態学会福岡大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本産トゲオオハリアリにおける縦列行動維持フェロモン2008

    • 著者名/発表者名
      徳永琴音
    • 学会等名
      第52回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2008-03-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] トビイロケアリのグルーミング行動に対する病原菌量とアリ密度の影響2008

    • 著者名/発表者名
      奥野正樹
    • 学会等名
      第55回 日本生態学会福岡大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] キイロヒメアリにおける完全産雌単為生殖一低分散・局所適応仮説-2008

    • 著者名/発表者名
      森英章
    • 学会等名
      第55回 日本生態学会福岡大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-03-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] インタラクティブな群れシミュレータの試作2008

    • 著者名/発表者名
      畑 佳菜子
    • 学会等名
      情報処理学会 東北支部 平成19年度 第5回研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-02-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Analysis and Modeling of Ants' Behavior from Single to Multi-body2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi
    • 学会等名
      13th Int. Symp. on Artificial Life and Robotics
    • 発表場所
      別府
    • 年月日
      2008-02-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] インタラクティブな「群れ」シミュレータ2008

    • 著者名/発表者名
      菅原 研
    • 学会等名
      第20回自律分散システ ム・シンポジウム
    • 発表場所
      諏訪
    • 年月日
      2008-01-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 化学コミュニケーションによる群ロボットの協調作業2007

    • 著者名/発表者名
      菅原 研
    • 学会等名
      第17回インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-10-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Proportion Regulation in Division of Labor for Multi-agent System2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sugawara
    • 学会等名
      2nd Int. Symp on Mobiligence
    • 発表場所
      淡路
    • 年月日
      2007-07-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Collective Motions and Formations of Multi-robots Based on Simple Dynamics2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sugawara
    • 学会等名
      2007 IEEE/ICME Int. Conf. on Complex Medica1 Engineering
    • 発表場所
      Beijing., China
    • 年月日
      2007-07-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 化学コミュニケーションに基づいた群ロボットの協調行動2007

    • 著者名/発表者名
      菅原 研
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部 第240回研究集会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-02-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Life Cycles in Social Insects : Behavioural, Ecological and Evolutionary Approach.2006

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, K.
    • 総ページ数
      156
    • 出版者
      St.Petersburg University Press
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] シリーズ進化学 行動・生態の進化2006

    • 著者名/発表者名
      辻 和希
    • 総ページ数
      254
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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