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能動的な予期を実装した認知ベース群集理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K20143
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90030:認知科学関連
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

村上 久  京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 助教 (20755467)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード群れ / 歩行者 / 自己組織化 / 予期 / 注意 / 視覚 / 群集 / 創発
研究開始時の研究の概要

横断歩道において、対向する二つの歩行者の流れは、自然といくつかの列に分離されます。このような列形成は、人の群集におけるいわゆる自己組織化の典型例であり、外的な制御を必要とせず歩行者交通の効率化を促進させます。列が形成されるあいだ、歩行者は他者の運動を能動的に予期し自身の経路を探索することが我々の先行研究でわかりつつありますが、そのメカニズムや群集の組織化との関わりは明らかではありません。本研究ではスマホ歩きを導入した群集実験を行うことで予期を実験的に操作し、群集の組織化との関係を検証します。さらに実験結果に基づき、他者の未来の運動を推定しつつ経路探索を実現可能とする群集モデル構築を目指します。

研究成果の概要

人の群集は、多種多様な要素が相互作用を介して自己組織化する集団現象の実例である。従来、歩行者の運動は物理的粒子群に着想を得た衝突回避モデルにより記述されてきたが、近年の様々な実験研究との不整合が明らかとなり、その信頼性に疑問が持たれている。これに対し我々の先行研究は、現実の歩行者は単に受動的な衝突回避でなく、むしろ互いの運動を予期し能動的に人混みの中で自らの経路を探索していることを示しつつあった。そこで本研究では予期の実験的操作としてスマホ歩きを取り入れた群集実験を行った結果、確かにこの予期の介入により集団の秩序形成が遅延し、全体としての流量が低下することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の画像解析技術の進歩から現実の群集を実験的に分析可能となった結果、従来モデルでは説明が困難な現象が複数見つかっている。本研究では特に、現実の歩行者は従来の距離に依存した物理的斥力ではなく、本質的に予期に基づくことを集団レベルの現象から明らかにした。本研究が明らかにした予期に基礎付けられた群集理論は、将来的に様々な混雑問題を解決し都市・交通インフラ設計を支援へする上で鍵となると考えられる。学術的側面としては、本研究が目的とする能動的な予期に基づく群集の理解は、車や物流の交通、群ロボット、集団意思決定モデルなどあらゆる集団現象に共通する自己組織化原理の解明につながると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Functional duality in group criticality via ambiguous interactions2023

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Niizato, Hisashi Murakami, Takuya Musha
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: - 号: 2 ページ: e1010869-e1010869

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1010869

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stimulus-Induced Swarming in Soldier Crabs2022

    • 著者名/発表者名
      Feliciani Claudio、Murakami Hisashi、Tomaru Takenori、Nishiyama Yuta
    • 雑誌名

      International Conference on Cellular Automata for Research and Industry

      巻: na ページ: 292-302

    • DOI

      10.1007/978-3-031-14926-9_26

    • ISBN
      9783031149252, 9783031149269
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous behavioral coordination between avoiding pedestrians requires mutual anticipation rather than mutual gaze2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hisashi、Tomaru Takenori、Feliciani Claudio、Nishiyama Yuta
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 11 ページ: 105474-105474

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105474

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pedestrian lane formation and its influence on egress efficiency in the presence of an obstacle2021

    • 著者名/発表者名
      Jia Xiaolu、Murakami Hisashi、Feliciani Claudio、Yanagisawa Daichi、Nishinari Katsuhiro
    • 雑誌名

      Safety Science

      巻: 144 ページ: 105455-105455

    • DOI

      10.1016/j.ssci.2021.105455

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mutual anticipation can contribute to self-organization in human crowds2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hisashi、Feliciani Claudio、Nishiyama Yuta、Nishinari Katsuhiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 12 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1126/sciadv.abe7758

    • 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] Levy Walk in Swarm Models Based on Bayesian and Inverse Bayesian Inference2021

    • 著者名/発表者名
      Gunji Yukio-Pegio、Kawai Takeshi、Murakami Hisashi、Tomaru Takenori、Minoura Mai、Shinohara Shuji
    • 雑誌名

      Computational and Structural Biotechnology Journal

      巻: 19 ページ: 247-260

    • DOI

      10.1016/j.csbj.2020.11.045

    • 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] A system for efficient egress scheduling during mass events and small-scale experimental demonstration2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hisashi、Feliciani Claudio、Shimura Kenichiro、Nishinari Katsuhiro
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 7 号: 12 ページ: 201465-201465

    • DOI

      10.1098/rsos.201465

    • 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] Revealing the existence of the ontological commitment in fish schools2020

    • 著者名/発表者名
      Niizato Takayuki、Sakamoto Kotaro、Mototake Yoh-ichi、Murakami Hisashi、Nishiyama Yuta、Fukushima Toshiki
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25 号: 4 ページ: 633-642

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00658-8

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an automatic turntable-type multiple T-maze device and observation of pill bug behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Shokaku Takaharu、Moriyama Toru、Murakami Hisashi、Shinohara Shuji、Manome Nobuhito、Morioka Kazuyuki
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 91 号: 10 ページ: 104104-104104

    • DOI

      10.1063/5.0009531

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Four-Types of IIT-Induced Group Integrity of Plecoglossus altivelis2020

    • 著者名/発表者名
      Niizato Takayuki、Sakamoto Kotaro、Mototake Yoh-ichi、Murakami Hisashi、Tomaru Takenori、Hoshika Tomotaro、Fukushima Toshiki
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 22 号: 7 ページ: 726-726

    • DOI

      10.3390/e22070726

    • NAID

      120007163358

    • 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] Efficiently informing crowds ? Experiments and simulations on route choice and decision making in pedestrian crowds with wheelchair users2020

    • 著者名/発表者名
      Feliciani Claudio、Murakami Hisashi、Shimura Kenichiro、Nishinari Katsuhiro
    • 雑誌名

      Transportation Research Part C: Emerging Technologies

      巻: 114 ページ: 484-503

    • DOI

      10.1016/j.trc.2020.02.019

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Impact of Social Groups on Collective Decision-Making in Evacuations: A Simulation Study2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hisashi、Feliciani Claudio、Shimura Kenichiro、Nishinari Katsuhiro
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Physics (Zuriguel et al. eds.): Traffic and Granular Flow 2019

      巻: 252 ページ: 219-224

    • DOI

      10.1007/978-3-030-55973-1_27

    • ISBN
      9783030559724, 9783030559731
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Investigation on Information Provision Methods and Guidance Strategies for Crowd Control2020

    • 著者名/発表者名
      Feliciani Claudio、Murakami Hisashi、Shimura Kenichiro、Nishinari Katsuhiro
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Physics (Zuriguel et al. eds.): Traffic and Granular Flow 2019

      巻: 252 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1007/978-3-030-55973-1_8

    • ISBN
      9783030559724, 9783030559731
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 互いに動きを読み合うことが群れに秩序をもたらす2023

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      電子情報通信学会ヒューマンコミュニケーション基礎(HCS)研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 比較集団行動学に向けて2023

    • 著者名/発表者名
      村上久、阿部真人、西山雄大
    • 学会等名
      日本動物行動学会第41回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 相互予期に基づく群れの自己組織化2022

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      電気情報通信学会IEICE大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相互予期に基づく群れの自己組織化2022

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      応用物理学会第2回 トータルバイオミメティクス研究グループ 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 群れの自己組織化を促す相互予期2022

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 互いに動きを読み合うことが群れに秩序をもたらす2022

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部特別フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相互予期に基づく群れの自己組織化2022

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      応用物理学会トータルバイオミメティクス研究グループ 第二回合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相互予期によって促進される歩行者流の自己組織化2021

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      第27回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anticipatory collective human behavior: Path-seeking of pedestrians through a crowd2020

    • 著者名/発表者名
      H Murakami, C Feliciani, Y Nishiyama, K Nishinari
    • 学会等名
      TSC2020: The science of consciousness
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遊びによって紡がれる多様性、あるいは群集2020

    • 著者名/発表者名
      村上久
    • 学会等名
      第10回共創学研究会「あそびの時空」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 群集マネジメント総論2020

    • 著者名/発表者名
      東京大学社会連携部門 群集マネジメント研究会
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      4130611658
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Swarm Intelligence: From Social Bacteria to Humans (Chapter 4)2020

    • 著者名/発表者名
      YP Gunji, H Murakami, T Niizato, Y Nishiyama, K Enomoto, A Adamatzky, M Toda, T Moriyama, T Kawai
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      CRC Press
    • ISBN
      9780367137939
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 情報工学・人間科学系 村上 久 助教がイグ・ノーベル賞を受賞しました

    • URL

      https://www.kit.ac.jp/2021/09/news210910-3/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 互いに動きを読むことが歩行者の流れに秩序をもたらす:自己組織化を促す相互予期の重要性

    • URL

      https://www.kit.ac.jp/2021/03/news210318/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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