| 研究課題/領域番号 |
20K14751
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
島崎 航平 広島大学, デジタルものづくり教育研究センター, 特任助教 (20867303)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | アクティビティセンシング / 生物モニタリング / 高速ビジョン / 振動イメージング / 振動源検出 / 高速対象追跡 / 短時間フーリエ変換 / 画素レベル信号処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、申請者が行う高速ビジョンを用いた振動イメージング研究を起点として、音声周波数レベルの羽ばたきコミュニケーションを実時間イメージング・定量化するミツバチカメラの研究を行う。
1000fps画像に対し、CNN認識によるミツバチ位置・姿勢検出と画素レベルディジタル信号処理による羽ばたき検出を組合せた、個体毎の羽ばたきコミュニケーションを定量化するアルゴリズムが実時間動作する高速ビジョンを開発した上で、仲間に蜜源の場所を教える8の字ダンス等の長期間モニタリングを実施し、天候・季節等の条件で変わる蜜源位置に対する羽ばたき定量化によるオンライン定位実験等を通し、その有効性を示す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では高速ビジョンを用いた音声周波数レベルの羽ばたきコミュニケーションを実時間イメージング・定量化するミツバチカメラの研究を行った。仲間に蜜源の場所を教える8の字ダンス等を例として、CNN認識によるミツバチ位置・姿勢検出と画素レベルディジタル信号処理による羽ばたき検出を組合せた、個体毎のコミュニケーション定量化アルゴリズムを提案した。また500fps画像で実時間動作する高速ビジョンをミツバチカメラとして開発した上で、農研機構ミツバチユニット協力下、巣内の8の字ダンスの長時間モニタリングを実施し、季節で変化する蜜源位置に対する尻振りダンス検出によるオンライン定位実験等を通し、有効性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通して進めてきた、ディジタル信号処理の全画素実装により、ミツバチの羽ばたきを画素単位で実時間検出し、ダイナミクスベースド画像認識技術を内包した新機軸の生物行動モニタリングシステムとして、これまで明らかにされていないミツバチの社会性アクティビティを示す羽ばたきコミュニケーション定量化を実現する点で、学術的意義がある。
また、本研究で開発した技術は単一画像の空間アピアランスのみでは検出が難しい、飛翔生物固有の羽ばたきパタンによる生物種判定に基づき、個体群での羽ばたきコミュニケーションを可視化し、群社会性を示す蜂群アクティビティを定量化するミツバチカメラとして社会的意義をもたらす。
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