• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

コウモリの生物ソナーからひも解く大自由度な3次元音響ナビゲーションの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15012
研究機関広島大学

研究代表者

山田 恭史  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (80802561)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードエコーロケーション / コウモリ / バイオミメティクス / 生物ソナー / シンプルデザインセンシング / ドローン / 構成論的研究手法 / 空間学習ナビゲーション
研究実績の概要

全研究期間を通して,以下の研究成果を上げることができた.
①コウモリのエコーロケーションを題材とした検証から,3次元定位に有効なエコー聴取時の耳介動態条件の理論化ができた.具体的には,網羅的な耳介動態パターンとそれに応じた聴取エコーパターンの数値シミュレーションを行い,4つの条件を満たす耳介動態パターンであれば,その効能を発揮することが分かった.本成果について責任著者として論文掲載させることができた(Hiraga et. al.,2022).
②飛行環境の音響的な見通しの良し悪しが,コウモリの空間学習・飛行適応ナビゲーション行動に影響を与えることが定量的に評価できた.具体的には,アクリル板を障害物として用いた場合とチェーンを障害物として用いた場合の2通りの障害物コース下で,コウモリに12回の繰り返し飛行を行わせた.この結果,学習に伴った無駄な蛇行幅の減少やセンシング数の減少が見られた,一方で,音響的見通しの悪い(アクリル板障害物)環境では飛行速度の上昇を抑え,リスクマネジメントを行っていることがわかった.これらの結果から,空間学習によってナビゲーションを適用させ,音響的視界の悪さが適応後の行動に変化を与えることを明らかにした.これらの結果は,空間記憶とセンシングの依存バランスを柔軟に調節する機構をコウモリが有していることを示唆する重要な成果である.本成果について責任著者として論文掲載させることができた(Yamada et. al.,2020).
③コウモリ同様の非線形周波数下降パルスを用いたセンシングが,ドローンの飛行ノイズに対して耐性を持つことを確認できた.特に現在では,1送信・2受信器の超音波センサを搭載したドローンによる自律障害物回避ナビゲーションの飛行テストを実施中である.
本検証によって,コウモリ模倣の空中超音波ナビゲーションシステムの未来が切り開かれる.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Theoretical investigation of active listening behavior based on the echolocation of CF-FM bats2022

    • 著者名/発表者名
      Hiraga Takahiro, Yamada Yasufumi, Kobayashi Ryo
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 18 ページ: 1009784-1009784

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1009784

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] コウモリの生物ソナーデザインを模倣した自律飛行ドローンによる障害物回避飛行―サーモホンを用いた非線形FM音による空中超音波ナビゲーションの実践―2023

    • 著者名/発表者名
      山田恭史, 渡部佑真, 佐々木晋一, 浅田隆昭, 飛龍志津子
    • 学会等名
      日本音響学会 第149回(2023年春季)研究発表会
  • [学会発表] Constructive investigation for Bio-sonar strategies employed by bats2023

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Yamada
    • 学会等名
      International Workshop on Biodiversity and Bioinspiration
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] コウモリの生物ソナーに学ぶ空中超音波ナビゲーションシステム2023

    • 著者名/発表者名
      山田 恭史, 渡部 佑真, 佐々木晋一, 浅田 隆昭, 飛龍志津子
    • 学会等名
      第35回自律分散システム・シンポジウム,大阪 2023年1月
  • [学会発表] Onboarding Simple Sonar System with Thermophone for Autonomous Flying Drone2022

    • 著者名/発表者名
      Yasufumi Yamada, Kanta Hasegawa, Haruka Nishiyama, Yuma Watabe, Shinichi Sasaki, Takaaki Asada, Shizuko Hiryu
    • 学会等名
      International Ultrasonic Symposium 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] シンプルな生物ソナーデザインに基づく自律飛行ドローンのための音響ナビゲーションシステムの創発 ―サーモホンを用いた非線形周波数下降FM音による超音波ナビゲーション の有用性について―2022

    • 著者名/発表者名
      山田 恭史, 長谷川 勘太, 西山 葉瑠花, 渡部 佑真, 佐々木 晋一, 浅田 隆昭, 飛龍 志津子
    • 学会等名
      Robomech2022

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi