| 研究課題/領域番号 |
15K18078
|
|---|
| 研究機関 | 同志社大学 |
|---|
研究代表者 |
藤岡 慧明 同志社大学, 研究開発推進機構, 助手 (00722266)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | コウモリ / 生物ソナー / 超音波センシング / GPS / 飛行ルート / ナビゲーション / 数理モデリング / 軌道計画 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究課題である，コウモリの長距離ナビゲーションアルゴリズムの解明のために，2015年度において，①GPSロガーを用いたコウモリの長距離軌道計測，および②軌道の理論的な分析のために我々が構築した数理モデルの分析・整備を行った．
①においては，北海道にてキクガシラコウモリに8個のGPSロガーを装着し，4個のロガーを回収することに成功し，数十キロメートルスケールのナビゲーション軌道を得ることに国内で初めて成功した．この成果を，学会（日本バイオロギング研究会，Annual Meeting of the Society for Bioacoustics）において発表した．このような長距離軌道は，超音波を放射するコウモリ種においては海外でも未だほとんど計測されておらず，貴重なデータである．今後，このノウハウを生かしさらにデータを蓄積すると共に，軌道の理論的な分析を行うことで，ナビゲーションアルゴリズムの解明を目指す．
②においては，コウモリが採餌飛行する際の3次元飛行ルートを表現する数理モデルを用いて，数値シミュレーションを行った．その結果，複数の獲物を捕食する際には，次の獲物から離れながら目前の獲物に接近飛行すると，複数の獲物を捕食できる確率が高くなることが分かった．さらに，アブラコウモリの実験データからコウモリの軌道を分析すると，コウモリが実際にこのような軌道を選択して飛行していることが分かった．これより，コウモリが超音波センシングによって次のターゲットを先読みして合理的な軌道を計画していることを初めて明らかにした．この成果をまとめた論文が米国科学アカデミー紀要（PNAS）に受理・掲載され，さらに関係機関からプレスリリースを行い，本研究成果が京都新聞・朝日新聞・日本経済新聞・読売新聞・毎日新聞・Physics Today・AsianScientist等に紹介された．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2015年度は、当該研究課題におけるコウモリの長距離軌道の計測のための実験プロトコルの構築を課題として掲げた。プロトコルとしては、計測機器（GPSデータロガー）の調達、実験場所の選定、捕獲・機器の装着、再捕獲・機器の回収である。今年度の研究成果として、北海道におけるコウモリに機器を装着し、4個体のコウモリから長距離軌道のデータを得ることができた。これより、当該研究課題は順調に進展していると言える。来年度は、今年度に得られたプロトコルとノウハウより、多くのデータを計測し、コウモリの長距離軌道のパターンについて分析を行う。一方で、軌道分析のための数理モデルについて整備し、実験で得られた採餌時のコウモリの軌道に理論的に解釈を与え、コウモリの行動の合理性を証明することに成功した。今後、当該数理モデルを拡張し、長距離ナビゲーションを行うコウモリの軌道の合理性について分析していく。
|
| 今後の研究の推進方策 |
上述のように、今年度はコウモリの長距離ナビゲーション軌道の計測のための実験プロトコルの構築に成功し、さらに、コウモリの軌道の理論的な分析のための数理モデルの分析・整備を行った。来年度は、得られた実験プロトコルとノウハウより実験データを蓄積するとともに、得られた長距離軌道データのパターン化および理論的な検討を進めていく。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度に観測地として選定した北海道苫小牧市の戦争遺跡に当初想定していた匹数のコウモリがおらず、そのためにGPSロガーの購入数が少なくなったことが大きな理由として挙げられる。当該観測地における実験によって、今年度の目標としていたコウモリの長距離ナビゲーション軌道の計測には成功したが、計測データ数はコウモリの行動パターンを分析するには十分とは言えない状況である。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
来年度においても、引き続き北海道苫小牧市の戦争遺跡を観測地として、コウモリの長距離ナビゲーション軌道の計測を行うとともに、マイクロホンアレイシステムを用いたソナー音声と3次元飛行動態の同時計測を試みる。さらに、今年度に新しく選定した福井県の洞窟において、GPSデータロガーをコウモリに装着し、長距離ナビゲーション軌道の計測を試みる予定である。一方で、GPS軌道と同時に音声情報を取得できるロガーの購入を予定しており、当該実験場所において試用する予定である。
|
