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2015 年度 実績報告書

昆虫の状況依存的行動応答変化を規範とする探索アルゴリズムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25420212
研究機関東京工業大学

研究代表者

倉林 大輔  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00334508)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード匂い源探索 / 状況依存性 / 情報エントロピー
研究実績の概要

本研究では,雄カイコガ成虫の性フェロモン源探索行動を主な計測対象とし,感覚種別の多様性ではなく,状況依存的な行動選択過程の解明と,その目的行動に対する機能性の検証に取り組む.平成27年度は,研究計画に沿って平成26年度までに得られた研究成果に基づき,行動の状況依存性解析と,これを自律型移動ロボットに実装した行動実験およびシミュレーションによる構成論的機能解明を行った.
行動の解析においては,本研究で既に構築した行動実験系をさらに拡張し,モデル生物の飛翔筋出力,頸運動神経の計測,さらには脳内のLateral Accessory Lobe (LAL)領域からの電気生理応答の計測および対応付けを可能とした.これらによって,本研究のモデル生物であるカイコガ雄成虫は,プログラム行動と呼ばれる一連の定型行動のさなかにおいても視覚を主とするフィードバックを用いていること,さらにそのフィードバックは一連の行動において一定ではなく,初期段階と中期・後期以降で神経応答が異なることを見出した.また,これまでに構築した実験装置がコンピュータ内の仮想空間とモデル生物を結合し閉ループ型の計測が可能であることを利用し,モデル生物の匂い源探索行動を情報エントロピーの面から解析した.その結果,カイコガ雄成虫は情報エントロピー減少が期待できない場合は定型行動に沿った動作をし,期待できる場合はこれと有意に異なる行動をする傾向にあることが分かった.このような行動方策の切り替えを仮想エージェントモデルに実装し,仮想空間でシミュレーションを行ったところ,方策の切り替えを伴わない場合に比べて異なる環境に対して定位成功率を高く保つことができる結果が示された.これにより,本研究は環境適応性を持つ状況依存的行動アルゴリズムの提案に成功したといえる.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Echo State Networks with Thikonov Regularization: Optimization using Integral Gain2015

    • 著者名/発表者名
      Jouh Yeong Chew, Daisuke Kurabayashi Yudai Nakamura
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 29 ページ: 801-814

    • DOI

      10.1080/01691864.2015.1010576

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カイコガの匂い源探索行動における推定状態算出とパフモデル環境への適用2016

    • 著者名/発表者名
      岩崎孝弘,倉林大輔,福島俊平,峯岸諒
    • 学会等名
      第21回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      長崎,日本
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [学会発表] Analysis of the Wind-direction Sense for Chemical Plume Tracing of a Silkworm Moth2015

    • 著者名/発表者名
      Shoma Haigo, Shunsuke Shigaki, Takeshi Sakurai, Daisuke Kurabayashi, Ryohei Kanzaki, and Hideki Sezutsu
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第37回大会
    • 発表場所
      広島,日本
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [学会発表] Development and Evaluation of Simultaneous Measurement Device between Biosignal and Behavior of Animal2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Shigaki, Shunpei Fukushima, Daisuke Kurabayashi, Ryohei Kanzaki
    • 学会等名
      INCF Japan Node International Workshop Advances in Neuroinformatics 2015
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] The Analysis of Visual Feedback on Odor-source Searching Behavior of Male Silkworm Moth from the Activity of Neck Motor Neurons2015

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Kono, Ryo Minegishi, Shunsuke Shigaki, Daisuke Kurabayashi
    • 学会等名
      INCF Japan Node International Workshop Advances in Neuroinformatics 2015
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 昆虫の匂い源探索行動における視覚情報統合解析の試み2015

    • 著者名/発表者名
      河野宏俊,峯岸諒,志垣俊介,倉林大輔
    • 学会等名
      計測自動制御学会第21回創発システムシンポジウム
    • 発表場所
      長野,日本
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-01
  • [学会発表] 3-DOF Servosphere: A Novel Experiment System for Measuring Locomotion of Free Walking Silkworm Moth2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Shigaki, Shunpei Fukushima, Ryo Minegishi, Daisuke Kurabayashi, and Ryohei Kanzaki
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2015
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Decomposition of Locomotion Pattern of Insect by Flight Muscle Electromyograms2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Shigaki, Fukushima Shunpei, Ryo Minegishi, Daisuke Kurabayashi, and Ryohei Kanzaki
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 匂い源探索のためのマルチコプタシステムの構築2015

    • 著者名/発表者名
      福島俊平,志垣俊介,倉林大輔
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      京都,日本
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [学会発表] 化学感覚探索自律ロボットのための生物模倣吸気機能設計2015

    • 著者名/発表者名
      吉原拓実,Chew JouhYeong,峯岸諒,福島俊平,倉林大輔,神崎良平
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      京都,日本
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [備考] 倉林研究室

    • URL

      http://www.irs.ctrl.titech.ac.jp/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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