| 研究課題/領域番号 |
18K18005
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分60020:数理情報学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
合原 一究 筑波大学, システム情報系, 准教授 (70588516)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 動物行動学 / 数理モデリング / 音響計測 / 通信技術 / バイオミメティクス / 非線形動力学 / ネットワーク / 生物音響学 |
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| 研究成果の概要 |
「カエルや昆虫といった動物が長時間スケールで発声状態と無音状態を切り替える行動を記述する数理モデルを構築し、無線センサネットワークの制御に応用すること」を目的とした。まず、疲労度、エネルギーなどの内部自由度に応じて、鳴く状態と鳴かない状態を切り替える数理モデルを構築し、数値シミュレーションによって長時間での消費エネルギーの低減性能を評価した。次に、実際に複数種の動物の発声行動を計測し、長時間スケールでは複数の状態を間欠的に切り替えていることを見出した。最後に、無線センサネットワークへの応用可能性を数値的に検証し、中規模なネットワークでの安定した動作を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は生物の音声コミュニケーションを詳細に観測し、その成果に基づいて新しい通信方式を目指すものである。生物は進化の過程で多用かつ洗練された行動を実現しており、そのメカニズムの解明は生物学的にも応用上も重要である。本研究では、カエルや昆虫が近くの個体と鳴くタイミングをずらしたり、突然鳴き止んだりする行動に着目した。鳴くためには大きなエネルギー消費を伴うことから、これらの行動には個体間で良好なコミュニケーション状態を維持しつつ、長時間に渡っては消費エネルギーを低減する機能が期待できる。本研究では、このような機能を備えた数理モデルを提案し、無線センサネットワークの通信制御への有効性を検証した。
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