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仮想生物進化における新奇な個体間関係の創発と生態理解・応用への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K11467
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 麗璽  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (20362296)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード仮想生物進化 / 進化的新奇性 / 資源共有問題 / 鳥類の歌行動 / 人工生命
研究成果の概要

新奇な個体間関係の進化・創発の仕組みの解明と応用を目的とし,物理衝突によって発生する音を介した個体間相互作用の進化に焦点を合わせたブロック型仮想生物進化環境を構築した.ニッチの共有・競合に関する状況設定(集合,資源探索共有,音響ニッチ棲み分け)を想定し,リーダー・フォロワー創発,外適応に基づく集団行動,音響ニッチにおける棲み分け等の,新奇で複雑な個体間関係の進化を観察した.機械学習による進化過程の可視化も検討した.ロボット聴覚技術を活用した鳥類間の相互作用観測システムの開発も進め,実生態の知見と仮想生物の進化傾向の比較に向けた検討にも取り組んだ.

研究成果の学術的意義や社会的意義

仮想物理空間上の生物の体と動きを同時に進化させる手法が,リーダとフォロワー,群れ行動,音声の周波数領域の棲み分けなど,音を介した個体間関係が創発する過程の議論に役立つことが示された.これは,相互作用するロボット集団設計などの工学的観点や,同時に開発したロボット聴覚技術に基づくシステムによって観測する鳥類の鳴き声相互作用などの実生態との比較に基づく理解からも重要であるといえる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 15件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Los Angeles(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of California, Los Angeles(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A 3D simulation framework based on body-controller coevolution of virtual creatures for investigating the origin of acoustic interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Seki Ryohei、Omomo Yoshiyuki、Chiba Naoaki、Suzuki Reiji、Arita Takaya
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25 号: 3 ページ: 419-426

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00601-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of complex niche-constructing behaviors and ecological inheritance of adaptive structures in a physically grounded environment2020

    • 著者名/発表者名
      Naoaki Chiba, Reiji Suzuki and Takaya Arita
    • 雑誌名

      Frontiers in Robotics and AI

      巻: 7(45)

    • DOI

      10.3389/frobt.2020.00045

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine-scale observations of spatio-spectro-temporal dynamics of bird vocalizations using robot audition techniques2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi,G, Okuno
    • 雑誌名

      Remote Sensing in Ecology and Conservation

      巻: 2(152) 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1002/rse2.152

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complex systems approaches to temporal soundspace partitioning in bird communities as a self-organizing phenomenon based on behavioral plasticity2019

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki and Martin L. Cody
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 24 号: 4 ページ: 439-444

    • DOI

      10.1007/s10015-019-00553-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Role of Social Learning in the Evolution on a Rugged Fitness Landscape2018

    • 著者名/発表者名
      Masanori Higashi, Reiji Suzuki, Takaya Arita
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 6 (88) ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fphy.2018.00088

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 仮想生物進化を用いた音響ニッチ仮説に関する初期的検討2021

    • 著者名/発表者名
      河合恒輝, 鈴木麗璽, 有田隆也
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evolutionary design of soft robots that achieve energy-efficient locomotion based on co-evolution of morphology, materials, and control2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakamura, Reiji Suzuki, and Takaya Arita
    • 学会等名
      The 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Artificial Creature Approach to the Origin of Acoustic Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki, Ryohei Seki, Takahiro Banno, Kouki Kawai and Takaya Arita
    • 学会等名
      The 2021 Conference on Artificial Life
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元仮想生物の進化における音響的相互作用に基づく資源共有戦略の創発2020

    • 著者名/発表者名
      坂野孝広, 鈴木麗璽, 有田 隆也
    • 学会等名
      人工知能学会第34回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ロボット聴覚技術を用いた鳥類の鳴き声観測に対するマルチスケールアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木麗璽, 炭谷晋司, 松林志保, 有田隆也, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      日本生態学会第67回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Behavioral robustness and evolved evolvability of virtual developmental soft robots2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Hayashi, Reiji Suzuki, and Takaya Arita
    • 学会等名
      The 25th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A robot audition approach toward understanding social interactions among songbirds in a semi-free flight environment2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Kazuhiro Wada, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai and Hiroshi Okuno
    • 学会等名
      The 25th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生成モデルに基づく鳴き声を用いた鳥類に対するプレイバック実験の試行2019

    • 著者名/発表者名
      炭谷晋司, 松林志保, 鈴木麗璽, 有田隆也, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      第55回AIチャレンジ研究会(SIG-Challenge)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット聴覚技術を用いた鳥類小集団の相互作用観測環境の構築と予備調査2019

    • 著者名/発表者名
      炭谷晋司, 鈴木麗璽, 和多和宏, 有田隆也, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      第37回ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Robot Audition Approaches to Field Observation of Bird Songs2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Takemi Morimatsu, Reiji Suzuki, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      Late breaking results poster presentation in IROS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of social learning and physical niche construction on evolutionary novelty and diversity2019

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki
    • 学会等名
      The Fourth International Workshop of Social Learning and Cultural Evolution in the 2018 Conference on Artificial Life
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An Integrated Framework for Field Recording, Localization, Classification and Annotation of Birdsongs Using Robot Audition Techniques - Harkbird 2.02019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Naoaki Chiba, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 3D simulation framework based on body-controller coevolution of virtual creatures for investigating the origin of acoustic interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Seki, Yoshiyuki Omomo, Naoaki Chiba, Reiji Suzuki, Takaya Arita
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effects of individual and social learning on the evolution in a co-creative fitness landscape2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Yonenoh, Reiji Suzuki, Takaya Arita
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A framework for emergence and evolution of acoustic communication among virtual creatures that physically make sounds2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Omomo, Ryohei Seki, Naoaki Chiba, Reiji Suzuki, Takaya Arita
    • 学会等名
      EVOSLACE: Workshop on the emergence and evolution of social learning, communication, language and culture in natural and artificial agents in ALIFE2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding ecoacoustic interactions among songbirds as complex systems using robot audition techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki, Shinji Sumitani, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      EVOSLACE: Workshop on the emergence and evolution of social learning, communication, language and culture in natural and artificial agents in ALIFE2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fine-scale observations of spatiotemporal dynamics and vocalization type of birdsongs using microphone arrays and unsupervised feature mapping2018

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki, Shinji Sumitani, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Ecological Informatics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial localization of vocalizations of Spotted Towhee (Pipilo maculatus) in playback experiments using robot audition techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Ecological Informatics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracting the relationship between the spatial distribution and types of bird vocalizations using robot audition system HARK2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      The 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding relationships between spatial movements and bird song-types using a robot audition system HARK with microphone arrays2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      The 27th International Ornithological Congress
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロボット聴覚技術に基づく鳥類の歌行動の二次元定位精度改善と次元圧縮に基づく分類支援2018

    • 著者名/発表者名
      炭谷晋司, 鈴木麗璽, 松林志保, 有田隆也. 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      日本鳥学会 2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究代表者Webページ

    • URL

      http://www.alife.cs.i.nagoya-u.ac.jp/~reiji/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究者Webページ

    • URL

      http://www.alife.cs.i.nagoya-u.ac.jp/~reiji/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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