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2020 年度 実績報告書

仮想生物進化における新奇な個体間関係の創発と生態理解・応用への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K11467
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 麗璽  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (20362296)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード進化的新奇性 / 仮想生物進化 / 資源共有問題 / 鳥類の歌行動 / 人工生命
研究実績の概要

最終年度は,まず,継続して開発・分析を進めてきた,資源共有問題における音声コミュニケーションの創発を期待した,物理衝突で音を発する3次元仮想生物進化モデルにおける進化過程の分析を推し進めた.その結果,特に,環境内に資源の在処の手がかりとなる定常音源が存在する場合において音声を頼りに資源を発見・共有するよう進化した生物集団を,定常音源のない環境に置いた場合,個体自身が地面等に接触して発する音を互いに認識し,集合する行動が創発した.これは,ある適応行動が別の新奇な役割を持つ外適応の一種であると考えられ,環境内に偏在する音声に基づく外適応は,個体間の新奇な関係の創発に重要な役割を果たしうることが示唆された.
また,多様な行動の創発と共存により焦点を合わせ,複数種を想定した音響ニッチ仮説に関する共進化モデルを構築した.各個体について,一定時間において地面との接触等で発する音の周波数スペクトル成分の重心を計算する.各個体の適応度は,他種のスペクトル重心の平均からの距離で計算される.これは,発する音の成分が他種と重複しないほど情報が伝わり適応的であることを示しており,音響ニッチ仮説に基づく棲み分けを期待するものである.結果,低周波を出す種と高周波を出す種に分化し,異なる体構造と行動を持つことが判明した.
鳥類の行動観測に関しては,テント内のキンカチョウ小集団における複数個体の鳴き声分布のマイクアレイを用いた抽出手法の検討を進め,鳴き声の二次元定位に成功した.予備解析において同時に・交互に鳴きあう様子などの多様な行動が観測された一方,分離音源を用いた個体識別の改善が課題であることが明らかになった.
また,最終年度であるため,上記を含む,仮想生物進化の新奇性・鳥類の音声相互作用観測に関する研究成果の学会発表・論文執筆・論文投稿も行った.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fine-scale observations of spatio-spectro-temporal dynamics of bird vocalizations using robot audition techniques2021

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sumitani, Reiji Suzuki, Shiho Matsubayashi, Takaya Arita, Kazuhiro Nakadai, Hiroshi G. Okuno
    • 雑誌名

      Remote Sensing in Ecology and Conservation

      巻: 7(1) ページ: 18-35

    • DOI

      10.1002/rse2.152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 3D simulation framework based on body-controller coevolution of virtual creatures for investigating the origin of acoustic interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Seki, Yoshiyuki Omomo, Naoaki Chiba, Reiji Suzuki and Takaya Arita
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25(3) ページ: 419-426

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00601-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of complex niche-constructing behaviors and ecological inheritance of adaptive structures in a physically grounded environment2020

    • 著者名/発表者名
      Naoaki Chiba, Reiji Suzuki and Takaya Arita
    • 雑誌名

      Frontiers in Robotics and AI

      巻: 7(45) ページ: -

    • DOI

      10.3389/frobt.2020.00045

    • 査読あり
  • [学会発表] 仮想生物進化を用いた音響ニッチ仮説に関する初期的検討2021

    • 著者名/発表者名
      河合恒輝, 鈴木麗璽, 有田隆也
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
  • [学会発表] Evolutionary design of soft robots that achieve energy-efficient locomotion based on co-evolution of morphology, materials, and control2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakamura, Reiji Suzuki, and Takaya Arita
    • 学会等名
      The 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 国際学会
  • [学会発表] An Artificial Creature Approach to the Origin of Acoustic Communication2021

    • 著者名/発表者名
      Reiji Suzuki, Ryohei Seki, Takahiro Banno, Kouki Kawai and Takaya Arita
    • 学会等名
      The 2021 Conference on Artificial Life
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元仮想生物の進化における音響的相互作用に基づく資源共有戦略の創発2020

    • 著者名/発表者名
      坂野孝広, 鈴木麗璽, 有田 隆也
    • 学会等名
      人工知能学会第34回全国大会
  • [備考] 研究代表者Webページ

    • URL

      http://www.alife.cs.i.nagoya-u.ac.jp/~reiji/

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公開日: 2021-12-27  

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