| 研究課題/領域番号 |
16K14288
|
|---|
| 研究機関 | 阿南工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
杉野 隆三郎 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (10259822)
|
|---|
| 研究分担者 |
三宅 修平 東京情報大学, 総合情報学部, 教授 (00200139)
福田 耕治 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (40208955)
伊丹 伸 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 講師 (60212982)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 共創システム / 群集行動 / 魚群行動 / 人イベント行動 / 数理モデル / レベルセット / 自由境界 / 自他非分離 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，群集行動を理論的に解釈する共創場理論の立場から，魚群行動と人間の群集行動を包含する統一的な視点から共創原理を用いて解析・再解釈することでシステム工学的な群集行動のモデルを構築し，その産業応用の可能性を探ることにある．魚群行動パターンについては徳島県水産研究所による水槽実験データから，人群集行動については千葉県で開催される大規模イベントの行動計測データを用いて，それらから抽出された論理データにレベルセット関数を援用した共創場理論を適用して群集行動の数理モデルを構築する．その数理モデルの有効性をコンピューターシミュレーションを通じて検証することが目標となる．この目的に沿った平成２８年度の研究計画に対する実績を以下に示す．
１．魚種としてマアジを供試魚とした超小型水中ロボットに対する魚群行動の水槽実験を実施し，環境刺激としての人工物との動的相互作用に対する魚群行動のパターン変化を調べることができた．
２．大域的な人群集行動を撮像する動画計測システムを開発し，千葉市で開催された若葉区民まつりにおけるや学校祭等の各種イベントにおける群集行動の動画データを取得することができた．
３．水槽実験の結果からは，魚群と人工物の相互作用に対する行動パターンを分析し，魚群行動のレベルセット関数の移流速度V(Φ，φ)をどのように仮定すべきか検討できた．
４．イベント実験からは，ステージ・フリーマーケット・模擬店等の局所的ゾーンの性質の違いによる人群集行動パターンの違いを駆動する行動原理をどうすべきか検討できた．
以上により，研究計画の【フェーズ１】実フィールドにおける群集行動の解析：徳島県の定置網漁や千葉県の商業イベントから画像データや計数データを収集し，共創場理論により群集行動パターンを解析を部分的に達成できた．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
・魚群行動については共創場理論での議論が可能な実データを取得でき，コンピュータシミュレーションモデルも構築することができた．しかしながら，この種のレベルセット関数の移流計算が可能なレベルセット解析アルゴリズムを汎用化するのに時間が掛かっている．
・人群集行動のイベント実験で取得したデータをレベルセット解析可能な論理データに変換するには，任意の視点から撮像された動画データを投射変換して非論理データを除去する画像処理アルゴリズムが必要不可欠である．しかしながら，実際の撮像条件が持つ複雑性から生じる各種の困難性からアルゴリズムの開発に手間と時間が掛かっている．
以上の結果，実データを十分に分析・検討することで構築が可能となる「レベルセット関数を援用した共創場理論に群集行動モデル」を仮説・検証するタイムスケジュールが圧迫されている．
|
| 今後の研究の推進方策 |
先の項目で遅延していることを補い，本研究をさらに深いレベルで達成するために今後取り組む研究計画を以下に示す．
１．撮像データの質の向上：本年度行った魚群ならびに人群集実験も本研究で用いる実験システムと計算システムの適用性をチェックするために試行的に実施したものだったため，共創場理論による分析やコンピューターシミュレーションを行うには低品質のものであった．今後はこれらのデータで明らかになった困難性を極力排除した良質な群集行動実験を展開する．
２．動画像処理アルゴリズムの向上：現在用いている群集行動からの論理データ生成用画像処理プログラムは任意の視点からの撮像に用いることができないので，射影変換によるより自由度の高い画像処理アルゴリズムを開発する．
３．汎用レベルセット計算アルゴリズムの開発：これまで用いてきたユークリッド空間ベースのレベルセット計算コードではイベント実験から取得される人群集行動のレベルセット計算を実施することが膨大な浮動小数データによる計算困難性があるので，よりコンパクトなメモリ占有で済むポリゴン空間ベースの離散レベルセット計算アルゴリズムを開発する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
１．本年度は現有の撮像システムがどの程度有効であるかの当り実験に終始しており，システムの高精度化に予定していた予算が消化できなかった．
２．大型イベントにおける人群集行動実験が３回しか実施できなかったので，予定していた謝金ならびに成果発表の旅費が消化できなかった．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
１．設備備品費は，撮像システムの改良をする必要があるため「400,000円」となる．消耗品は，若干の電子部品や記録メディア，印刷トナーなどの購入があるので「40,000円」とする．
２．旅費は，共同研究者４名による研究成果発表として「300,000円」とし，人件費・謝金はフィールド調査の傭船料や実験データ整理として「200,000円」とする．その他は，研究の高度化と進展に伴う参考文献購入費や論文研究発表の投稿料として「100,00円」とする．
|
