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2014 年度 実績報告書

コウモリのアクティブ超音波センシングによる実時間空間探索アルゴリズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24686050
研究機関同志社大学

研究代表者

飛龍 志津子  同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (70449510)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードナビゲーション / 超音波センシング / 数理モデル / 自律走行
研究実績の概要

本研究は,コウモリの効率的な超音波センシングの仕組みと,その合理的な運用方法を実験及び理論に基づいて明らかにし,生物が有する機構や設計思想に基づいた新しいナビゲーションアルゴリズムとして提案することを目的としている.具体的には,①室内人工環境下における障害物回避飛行,および②野生コウモリの高度な飛翔採餌中の音響行動の動態計測を行い,その行動分析を行う.さらにコウモリの行動実験の結果に基づき,簡単な実機による超音波センシングの実証実験の取り組みも行う.
当該年度の成果としては,①室内に障害物環境を構築し,未知から既知の空間へとセンシング行動を変化させる過程を計測した.その結果,飛行経路が安定化と,センシングの回数の低下,またパルス放射方向の変化などを捉えることができた.これより,コウモリが空間マップを形成し,障害物回避などの飛行ルートには,何らかのルールがある可能性も示唆された.現在投稿に向けて執筆中である.また②野外実験では,垂直方向に拡張したマイクロホンアレイを用いて,パルス放射方向を軌跡とともに3次元で計測することに成功した.また連続した採餌の際のパルス放射方向がどこに向けられていたのか,ビーム幅の計測と同時に詳細に捉えることができた.さらに,これまで飛行ルートの分析に用いていた数理モデルを拡張することでacoustic attentionの分析を行い,飛行と音響の両者の相互関係について考察を行うことができた.こちらも投稿に向けた執筆を進めている.
またコウモリの行動に基づき簡易な超音波センシングを搭載した自律走行車に関して,複数物体検知のアルゴリズムを搭載し,さらに障害物回避の数理モデルを組み込んだ試作機を作成した.
研究の統括として,当初計画していた室内,野外での行動実験の解析を深化することができ,かつ数理モデルを用いた行動分析の試みも順調に開始することができた.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Adaptive changes in echolocation sounds by Pipistrellus abramus in response to artificial jamming sounds2014

    • 著者名/発表者名
      E. Takahashi, K. Hyomoto, H. Riquimaroux, Y. Watanabe, T. Ohta and S.Hiryu
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 217 ページ: 2885-2891

    • DOI

      10.1242/jeb.101139

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prey pursuit strategy of Japanese horseshoe bats during an in-flight target-selection task2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kinoshita, D. Ogata, H. Riquimaroux, Y. Watanabe, T. Ohta, S. Hiryu
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Physiology A

      巻: 200 ページ: 799-809

    • DOI

      10.1007/s00359-014-0921-3

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid shifts of sonar attention by Pipistrellus abramus during natural hunting for multiple prey2014

    • 著者名/発表者名
      Emyo Fujioka, Shotaro Watanabe, Miwa Sumiya,Ikkyu Aihara, Shizuko Hiryu, James A. Simmons, Hiroshi Riquimaroux, Yoshiaki Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Acoustic Society of America

      巻: 136 ページ: 3389-3400

    • DOI

      10.1121/1.4898428

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 野性コウモリの複数ターゲットに対する採餌飛行戦略に関する研究-大規模マイクロホンアレイシステムを用いたビームパターンの計測および検討-2014

    • 著者名/発表者名
      本居和也,角谷美和,藤岡慧明,渡辺好章,力丸裕,太田哲男,飛龍志津子
    • 学会等名
      第17回日本音響学会 関西支部 若手研究者交流研究発表会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2014-12-14
  • [学会発表] Real-time obstacle avoidance of autonomous vehicle embedded with multi-active detectable system using ultrasound2014

    • 著者名/発表者名
      Takumi Tsuji, Yasufumi Yamada, Shinichi Tateiwa, Arie Oka, Tetsuo Ohta and Shizuko Hiryu
    • 学会等名
      The 1st Annual Meeting of The Society for Bioacoustics & The 19th Auditory Research Forum
    • 発表場所
      同志社リトリートセンタ―
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-14
  • [学会発表] マイクロホンアレイを用いたコウモリの3次元動態音響計測:採餌飛行時におけるソナー戦略の実験的・数理的分析2014

    • 著者名/発表者名
      藤岡慧明,角谷美和,合原一究,飛龍志津子
    • 学会等名
      第10回日本バイオロギング研究会シンポジウム
    • 発表場所
      函館市国際水産・海洋総合研究センター
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
  • [学会発表] 障害物環境下におけるコウモリの飛行軌跡とエコーロケーションパルスの分析2014

    • 著者名/発表者名
      岡有恵,山田恭史,渡辺好章,力丸裕,太田哲男,飛龍志津子
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      北海学園大学豊平キャンパス
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [学会発表] Analysis of 3-D acoustic and flight attention of echolocating bats during attacking to multiple target preys2014

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sumiya, Emyo Fujioka, Ikkyu Aihara, Yoshiaki Watanabe, Hiroshi Riquimaroux, Tetsuo Ohta and Shizuko Hiryu
    • 学会等名
      11th International Congress of Neuroethology
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
  • [学会発表] Acoustic and flight attention of echolocating bats during attacking to multiple target preys2014

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sumiya, Emyo Fujioka, Ikkyu Aihara, Yoshiaki Watanabe, Hiroshi Riquimaroux, Tetsuo Ohta and Shizuko Hiryu
    • 学会等名
      International Congress of Neuroethology 2014 Bat Satellite Symposium
    • 発表場所
      Sapporpo, Hokkaido
    • 年月日
      2014-07-27
  • [学会発表] Echolocation strategy for multiple target-preys by foraging bats investigated by field measurement and mathematical modelling2014

    • 著者名/発表者名
      Emyo Fujioka, Ikkyu Aihara, Shotaro Watanabe, Miwa Sumiya
    • 学会等名
      ASA Spring 2014 Meeting
    • 発表場所
      Providence, Rhode Island
    • 年月日
      2014-05-05 – 2014-05-09
  • [学会発表] Adaptive changes in acoustic characteristics of echolocation pulses emitted by Japanese house bats under artificial jamming conditions2014

    • 著者名/発表者名
      S. Hiryu, E. Takahashi, K. Hyomoto, Y, Watanabe, H. Riquimaroux and T. Ohta
    • 学会等名
      ASA Spring 2014 Meeting
    • 発表場所
      Providence, Rhode Island
    • 年月日
      2014-05-05 – 2014-05-09
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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