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音源定位技術で追う鳥類の歌コミュニケーション

研究課題

研究課題/領域番号 19K15865
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39070:ランドスケープ科学関連
研究機関関西学院大学 (2023)
大阪大学 (2019-2022)

研究代表者

松林 志保  関西学院大学, 総合政策学部, 准教授 (60804804)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード保全生態学 / 鳥類観測 / 生物音響 / リモートセンシング / 鳥類自動観測 / 鳥類行動 / 定位技術 / 生物多様性 / 景観生態学 / 希少種保全 / 夜行性鳥類 / マイクロフォンアレイ / ロボット聴覚 / 外来種 / 歌行動 / 歌コミュニケーション / 音景観
研究開始時の研究の概要

本研究は、マイクロフォンアレイとロボット聴覚を用いて自動解析する野鳥の歌から、誰がいつどこでどの歌を鳴くか、さらに生息地空間(ランドスケープ)と歌を鳴き交わす音空間(サウンドスケープ)においてなぜその歌コミュニケーションが行われるかを個体間の相互作用から明らかにし、その知見を生態理解へ応用することを目的とする。具体的には(1)多様な自然環境下における夜行性鳥類のモニタリング、(2)歌空間・生息空間をめぐる歌を介した在来鳥種と外来鳥種の個体間相互作用の解析、(3)レパートリー数や複雑さで測る歌の質、歌で守る縄張りの質、繁殖成功率で測るオスの質の関連評価という3つの課題に取り組む。

研究実績の概要

当該年度は、ロボット聴覚と音源の到来方向を推定する定位技術を活用した野鳥の歌コミュニケーション観測への応用に関する研究課題の内、特に視覚での観測が困難な夜行性、もしくは薄明薄暮性の希少種ヒクイナと絶滅危惧種サンカノゴイを対象に録音観測実験を実施した。それぞれの種に関しで、各地の研究協力者からの助力を得て観測に成功した。観測成果として、複数のヒクイナの繁殖ペアが観測地である湿地内で音声を介した縄張り争いをする様子を2次元上で可視化することに成功した。また、サンカノゴイの複数の繁殖オス個体が鳴く様子の観測も実現した。絶滅危惧種であり、かつ観測困難種であるサンカノゴイの野生個体の生息を音声に基づく受動観測で実現したことは、今後の同種の生態理解と保全の推進上、学術的意義は大きいと考えられる。
これらの成果の一部は、アメリカ鳥類学会とカナダ鳥類学会の合同会議であるAOS & SOC-SCO 2023にてポスター発表で報告した。学会会場では、同様の指向性マイクを活用した鳥類行動観測の実績をもつWindsor大学の研究グループから技術的な課題や、新規分析手法、当該技術が活用可能な観測鳥類等について有益なコメントを得た。今後はこれらの助言を反映させた研究成果をまとめ、生態系、ロボット聴覚技術系の学術誌に投稿するとともに、観測対象種の生息地を管理する団体などとの情報共有を進め研究成果の社会実装に取り組む予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍の影響により、当初別の海外調査地で計画していた歌と繁殖成功率で測る雄の質、縄張りの質の関連評価に関する調査が実現しなかった。その他国内調査地でも調査地の植生や管理状況が変わり変更を余儀なくされた。

今後の研究の推進方策

繁殖成功率計測に関する部分に対する計画の変更は余儀なくされたが、歌を介した音声コミュニケーションに絞りこれまでの研究の進捗を国際誌に投稿する。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Extracting Bird Vocalizations from a Complex Natural Soundscape in Forests Using Robot Audition Techniques2023

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

      Proceedings of 2023 IEEE/SICE International Conference on System Integration (SII-2023)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/sii55687.2023.10039198

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimating the Soundscape Structure and Dynamics of Forest Bird Vocalizations in an Azimuth-Elevation Space Using a Microphone Array2023

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki, Koichiro Hayashi, Hideki Osaka, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai and Hiroshi G. Okuno
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 13(6) 号: 6 ページ: 3607-3607

    • DOI

      10.3390/app13063607

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monitoring the courtship flight trajectory of Latham's snipe (<i>Gallinago hardwickii</i>) using microphone arrays2023

    • 著者名/発表者名
      Shiho Matsubayashi, Kazuhiro Nakadai, Reiji Suzuki, Tatsuya Ura, Makoto Hasebe, Hiroshi G. Okuno
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/ece3.9938

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory Survey of Endangered Eurasian Bittern Using Microphone Arrays and Robot Audition2022

    • 著者名/発表者名
      Matsubayashi Shiho、Nakadai Kazuhiro、Suzuki Reiji、Ura Tatsuya、Hasebe Makoto、Okuno Hiroshi G.
    • 雑誌名

      Frontiers in Robotics and AI

      巻: 9 ページ: 854572-854572

    • DOI

      10.3389/frobt.2022.854572

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複数マイクアレイを用いたキンカチョウの時空間的発声パターンに基づく個体間相互作用の調査2021

    • 著者名/発表者名
      炭谷晋司, 鈴木麗璽, 有田隆也, 和多和宏, 松林志保, 中臺一博, 奥乃博
    • 雑誌名

      人工知能学会第二種研究会資料 AIチャレンジ研究会 SIG-Challenge

      巻: 58(3) ページ: 12-20

    • NAID

      130008130096

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Observing Nocturnal Birds Using Localization Techniques2021

    • 著者名/発表者名
      Shiho Matsubayashi; Fumiyuki Saito; Reiji Suzuki; Kazuhiro Nakadai; Hiroshi G.Okuno
    • 雑誌名

      IEEE

      巻: - ページ: 493-498

    • DOI

      10.1109/ieeeconf49454.2021.9382665

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visualizing Directional Soundscapes of Bird Vocalizations Using Robot Audition Techniques2021

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

      IEEE

      巻: - ページ: 488-492

    • DOI

      10.1109/ieeeconf49454.2021.9382639

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualizing Soundscape of Animal Vocalizations in Forests Using Robot Audition Techniques2020

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

      JSAI Technical Report SIG-Challenge-057-4 (11/20)

      巻: - ページ: 15-20

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 音で追跡するフクロウの巣立ち2020

    • 著者名/発表者名
      松林志保, 斎藤史之, 鈴木麗璽, 中臺一博, 奥乃博
    • 雑誌名

      景観生態学

      巻: 25 号: 1 ページ: 87-89

    • DOI

      10.5738/jale.25.87

    • NAID

      130007980648

    • ISSN
      1880-0092, 1884-6718
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音に基づくフクロウの巣立ち雛の追跡2020

    • 著者名/発表者名
      松林志保 ・斎藤史之・鈴木麗璽・中臺一博・奥乃博
    • 雑誌名

      景観生態学

      巻: 25(1)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 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
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Soundscape Analysis of Bird Songs in Forests Using Microphone Arrays2020

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

      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 2020 ページ: 634-639

    • DOI

      10.1109/sii46433.2020.9026267

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 鳴き声で追う夜行性鳥類:ロボット聴覚技術の応用実例2019

    • 著者名/発表者名
      松林志保, 斎藤史之, 鈴木麗璽, 中臺一博, 奥乃博
    • 雑誌名

      景観生態学

      巻: 24(1・2) ページ: 104-105

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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, 鈴木麗璽, 松林志保, 有田隆也, 中臺一博, 奥乃博
    • 雑誌名

      人工知能学会研究会資料 JSAI Technical Report

      巻: 055(2) ページ: 6-11

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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
    • 雑誌名

      International conference on acoustics, speech, and signal processing(ICASSP)

      巻: 2019 ページ: 8246-8250

    • DOI

      10.1109/icassp.2019.8683743

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ロボット聴覚を用いた希少鳥類の観測実例2024

    • 著者名/発表者名
      松林志保
    • 学会等名
      第64回人工知能学会 AI チャレンジ研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Calling dynamics of the Ruddy-breasted crake (Porzana fusca) in a fragmented landscape2023

    • 著者名/発表者名
      Shiho Matsubayashi , Fumiyuki Saito , Reiji Suzuki , Kazuhiro Nakadai , Hiroshi G.Okuno
    • 学会等名
      The 2023 Joint Conference of the American Ornithological Society and Society of Canadian Ornithologists (AOS & SOC-SCO 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒバリの求愛飛行実測の試み2023

    • 著者名/発表者名
      松林志保 , 斎藤史之 , 鈴木麗璽 , 中臺一博 , 奥乃博
    • 学会等名
      日本鳥学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Tracking courtship flight trajectory of Latham’s snipes (Gallinago hardwickii) using robot audition techniques2022

    • 著者名/発表者名
      Shiho Matsubayashi, Tasuya Ura, Reiji Suzuki, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G.Okuno
    • 学会等名
      The Association for the Study of Animal Behaviour (ASAB) Japan Hublet Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音声に基づくヒクイナの個体数推定と生息地利用状況の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      松林志保,斎藤史之,鈴木麗璽,中臺一博,奥乃博
    • 学会等名
      日本鳥学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of local weather on reproductive success of Ural owls (Strix uralensis) in the Ikoma mountains, western Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Shiho Matsubayashi, Fumiyuki Saito, Tomokazu Tanigawa, Reiji Suzuki, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G.Okuno
    • 学会等名
      International Ornithological Congress 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A non-invasive framework for fine-scale observation of spatial-spectral-temporal patterns of bird vocalizations based on robot audition techniques2022

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Takaya Arita, Kazuhiro Wada, Shiho, Matsubayashi, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      International Ornithological Congress 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introduction to robot audition technology for bird localization and classification in the wild2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Nakadai, Ryo Yamamoto, Katsutoshi Itoyama, Kenji Nishida, Shiho Matsubayashi, Reiji Suzuki, Hiroshi G. Okuno
    • 学会等名
      International Ornithological Congress 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音源定位技術を用いた野外鳥類の音声相互作用の分析手法の検討2021

    • 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69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒクイナの鳴き声自動観測の可能性と今後の課題2021

    • 著者名/発表者名
      松林志保, 斎藤史之, 鈴木麗璽, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      日本鳥学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット聴覚技術に基づく鳥類音声の方位 角・仰角に関する音源定位と音風景の観測2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木麗璽, 林晃一郎, 大坂英樹, 松林志保, 有田隆也, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      日本鳥学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 類似度行列による野鳥の歌識別器の検討2021

    • 著者名/発表者名
      山本遼, 中臺一博, 糸山克寿, 西田健次, 鈴木麗璽, 松林志保
    • 学会等名
      日本鳥学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 鳥類の鳴き声観測に対するロボット聴覚アプローチ2021

    • 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
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット聴覚技術に基づく鳥類音声の録音・分析手法の開発2020

    • 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
      バードリサーチ鳥類学大会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 音源定位技術による野鳥の行動と生態調査2020

    • 著者名/発表者名
      松林志保
    • 学会等名
      日本景観生態学会 研究交流セミナー JALE-Tomorrow
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ロボット聴覚技術の活用による鳥類の生態音響の可視化に関する一考察2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木麗璽, Hao Zhao, 炭谷晋司, 松林志保, 有田隆也, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      日本ロボット学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Detecting Birds With AI2019

    • 著者名/発表者名
      Shiho Matsubayashi
    • 学会等名
      Miyazaki International Symposium on the Future with AI: Through the Lens of Science, Education, and Everyday Life
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 音で知るフクロウの営巣活動と巣立ち:定位技術を活用した鳥類観測実例2019

    • 著者名/発表者名
      松林志保, 斎藤史之, 鈴木麗璽, 中臺一博, 奥乃博
    • 学会等名
      日本鳥学会2019年度大会
    • 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の歌行動観測2019

    • 著者名/発表者名
      松林 志保
    • 学会等名
      日本鳥学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鳥の歌が教えてくれること2019

    • 著者名/発表者名
      松林 志保
    • 学会等名
      大阪大学21世紀懐徳堂 i-spot講座2019年前期1「空を飛ぶ」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「見えない」鳥を音で追う:定位技術を活用した鳥類観測2019

    • 著者名/発表者名
      松林志保, 斎藤史之, 鈴木麗璽, 中臺一博, 奧乃博
    • 学会等名
      2019年度日本景観生態学会第29回京都大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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