| 研究課題/領域番号 |
20H04144
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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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| 研究分担者 |
小南 大智 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (00709678)
村田 正幸 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (80200301)
青柳 富誌生 京都大学, 情報学研究科, 教授 (90252486)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 動物行動 / 数理モデリング / 野外計測 / 通信方式 / 無線センサネットワーク / 野外調査 / 無線ネットワーク / 無線センサーネットワーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物の集団行動を自律分散型システムと捉えて実験的・数理的に研究し、その成果に基づいて高効率な通信方式を提案する。カエルとバッタは繁殖期に大集団を形成し、高密度下であっても良好なコミュニケーションを実現している。本研究では、(1)先端的音響計測システムによってこれらの生物の集団行動を計測し、(2)動力学モデルによって実験データの特性を再現し、(3)その動力学モデルによって大規模通信システムにおける通信時の高信頼性と低電力化を実現する。これにより数理情報学の観点から生物の集団行動ダイナミクスを理解するとともに、IoTの基盤技術である無線センサネットワークの自律分散型制御に有用な通信方式を提案する。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では「生物の集団行動を自律分散型システムと捉えて実験的・数理的に研究し、その成果に基づいて高効率な通信方式を提案すること」を目的としている。この目的に従って、引き続き以下の３つの研究課題に取り組んだ。
・課題1:先端的音響計測システムによる合唱構造解析
・課題2:空間構造を考慮した数理モデリング
・課題3:無線センサネットワークにおける高信頼性に関する応用研究
課題１については、これまでに計測した野外および室内での計測データを統合し、同期状態と空間構造の関係性を網羅的に分析した。また、マイクアレイでの録音データを用いた音声分離を進め、個体ごとの鳴き声の音響特性を詳しく分析した。課題２については、これまでに構築した位相振動子モデルをベースに、動物の逆相同期現象を再現する範囲での相互作用関数の形状と個体数の変化がネットワーク全体の同期特性に与える影響を分析した。また、室内での計測データから位相振動子モデルを推定し、個体ごとの相互作用の規則性に関する分析を進めた。課題３については、これまでの無線センサネットワークへの応用に関するシミュレーション結果をとりまとめ投稿論文の準備を進めた。
以上の研究成果について、国際ワークショップでの口頭発表とポスター発表を１件ずつおこなったほか、セミナーでの口頭発表２件をおこなった。また、課題１と２、そして課題３それぞれについてジャーナル論文の投稿準備を進めた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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