| 研究課題/領域番号 |
20H05702
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分J
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
山本 裕紹 宇都宮大学, 工学部, 教授 (00284315)
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| 研究分担者 |
大谷 幸利 宇都宮大学, 工学部, 教授 (10233165)
八杉 公基 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (50722790)
亀井 保博 基礎生物学研究所, 超階層生物学センター, RMC教授 (70372563)
陶山 史朗 宇都宮大学, オプティクス教育研究センター, 特任教授 (70457331)
伊藤 篤 中央大学, 経済学部, 教授 (80500074)
石川 智治 宇都宮大学, 工学部, 教授 (90343186)
吉浦 康寿 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 教授 (90372052)
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| 研究期間 (年度) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
188,370千円 (直接経費: 144,900千円、間接経費: 43,470千円)
2024年度: 35,100千円 (直接経費: 27,000千円、間接経費: 8,100千円)
2023年度: 37,050千円 (直接経費: 28,500千円、間接経費: 8,550千円)
2022年度: 41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)
2021年度: 39,260千円 (直接経費: 30,200千円、間接経費: 9,060千円)
2020年度: 35,620千円 (直接経費: 27,400千円、間接経費: 8,220千円)
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| キーワード | 空中ディスプレイ / 水中ディスプレイ / 再帰反射による空中結像（AIRR） / 水産用AI / 国際標準化 / 再帰反射 / VR動物学 / 水産AI / 高産肉性トラフグ / 水産養殖用AI / 3Dディスプレイ / 国際標準 / 多重反射 / AI / 精密養殖 / 解像度 / 深層学習 / 水産繁養殖学 / 再帰反射素子 / 偏光 / 水産養殖 / 個体識別 / 水柱ディスプレイ / バーチャルリアリティー / VR Biology / 機械学習 / 水中CAVE / VRバイオロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，空中ディスプレイ光学系に偏光変調を活用した多重反射を導入することで空中ディスプレイの薄型化を実現する．薄型化した空中ディスプレイを水槽内に設置することで水中に映像を形成する．没入型の水中映像空間（水中CAVE）により世界で初めて魚に水中映像を見せる．これまでは水中に映像を提示する実験では，映像のある位置に何らかの物理的ハードウェアが存在するため，純粋に光情報だけを手掛かりとする刺激の提示は不可能であった．純粋に光情報だけを刺激として魚の行動を観察する「VR生物学」の学術領域を拓く．さらに，水中ディスプレイに表示した定規映像を用いて水中で魚の平均体長・体重を深層学習により推定する．
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| 研究成果の概要 |
空中ディスプレイ光学系の薄型化と高画質化を実現し、視認性と設置性の向上に成功した。さらに、水中に映像を表示する新たな光学技術を開発し、魚類の行動実験や、遺伝子改変フグの体長測定への応用を行った。加えて、水中映像とAIを組み合わせた個体識別手法を確立し、実証実験により有効性を確認した。これらの成果は、水産・生物行動・感性工学など複数分野の融合による知見として位置づけられる。また、空中ディスプレイに関する国際標準規格（IEC 62629-52-1）を研究代表者が主導して策定し、国際的な産業連携や社会実装にも貢献した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、空中および水中に映像を形成する新たな光学系の提案と実証を通じて、視覚情報の提示手法に革新をもたらした。水中映像を用いた魚の体長計測法は、水産学に新たな評価手法を提供した。特に水中映像を刺激提示に用いる魚の行動実験は水中ディスプレイによって初めて実現できる新手法であり、動物学の新しい実験手法として学術的意義が大きい。また、空中ディスプレイ光学系に関しては、研究代表者が主導して国際標準規格を策定し、国際的な産業界との連携を促進した。非接触操作パネルや高齢者の演劇支援ツール、VR能の上演など文化芸術分野での応用を通じて、幅広い分野における社会実装の可能性を示した。
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| 評価結果 |
事後評価
A: 期待どおりの成果があった
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評価結果 |
中間評価
A: 順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる
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