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2015 年度 実施状況報告書

リアルタイム双方向情報処理システムを用いた動物の行動解析

研究課題

研究課題/領域番号 26430028
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

渡辺 英治  基礎生物学研究所, 神経生理学研究室, 准教授 (30250252)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードメダカ / 魚 / 行動 / バーチャルリアリティ / 計算機モデル / トラッキング / 群れ / 情報処理
研究実績の概要

本研究プロジェクトは、小型魚類の行動解析実験に最先端のリアルタイム双方向情報処理システムを取り入れ、小型魚類の群れ形成における個体間相互作用の重要性を明らかにし、群れ形成に関わる視覚情報とその数理モデル化を目指している。平成27年度としては平成26年度に作製をしたメダカの3Dアニメーションをメダカに提示することで群れ形成に関わる視覚情報を抽出する解析をさらに推し進めた。その結果メダカは同種他個体の動きの中でも特に大局的な運動に強く惹きつけられることが明らかとなった。本業績は、第38回日本神経科学学会(神戸)、第75回日本動物心理学会(東京)、Behaviour2015(オーストラリア)で発表した。さらに平成27年度としてはリアルタイム双方向システムの技術開発を進展させ、運動立体視を利用してキンギョ水槽中にバーチャルな障害オブジェクトを創り出すことに成功した。キンギョは実体としては存在しないバーチャルな障害を避けるような行動を示した。この成果は、第78回情報処理学会全国大会(横浜)にて報告を行った。学術雑誌での発表は現在準備中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

現在の段階は、リアルタイム双方向情報処理システムに使用予定の小型魚(メダカ)の3Dアニメーションと運動立体視を利用したリアルタイムトラッキングシステムがほぼ完成をした。さらに、このメダカの3Dアニメーションが、実際にメダカを十分に惹きつける能力を持っていること、色や形や動きが変容するとメダカを惹きつける能力が弱まることが明らかとなった。この実験結果は3Dアニメーションの性能の高さを示しいる。またリアルタイムトラッキングシステムも、現実には存在しないバーチャルな立体物の構築に成功しており、これが小型魚にも応用可能であることを示した。研究プロジェクトは順調に推移していると言える。

今後の研究の推進方策

平成28年度は本研究プロジェクトの最終年度になる。完成したメダカの3Dアニメーション及びリアルタイムトラッキングシステムを利用してリアルタイム双方向情報処理実験を進めていく。リアルタイムトラッキングシステムは現在のところキンギョ用として開発をしたものである。これはキンギョの鮮やかな赤い体色を利用することで電子計算機による高速リアルタイムトラッキングを実現するためである。野生型メダカの体色は黒(クロメダカ)あるいは薄いオレンジ(ヒメダカ)であるため本システムを利用することは困難であるが、最近品種改良によって体色に鮮やかな赤を持つメダカ(楊貴妃)が利用できるようになってきた。最終年度では、この楊貴妃メダカによって小型魚類の群れ形成における個体間相互作用の重要性を明らかにし、群れ形成に関わる視覚情報の検証実験を行っていく。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度では、使用した研究費の大半は高速カメラとメダカの3Dアニメーションの作成に費やした。当初同期カメラと三次元トラッキングソフトの購入を予定していたが、ソフト開発を試行錯誤しているため購入を見送った。

次年度使用額の使用計画

ソフトの開発状況を見据えながら、購入予定であった機器の購入を進めていく予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 運動視差立体視を用いた魚の視覚機能解析システムの提案2016

    • 著者名/発表者名
      宮坂健寛 水野慎士 渡辺英治
    • 学会等名
      第78回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-12
  • [学会発表] Using 3DCG animations to study shoaling behavior in medaka: effects of systematic manipulation of morphological and motion cues2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Nakayasu and Eiji Watanabe
    • 学会等名
      The 75th Annual Meeting of the JApanese Society for Animal Psychology
    • 発表場所
      東京都文京区 日本女子大学
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] How to hack animals using virtual reality technologies2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Nakayasu and Eiji Watanabe
    • 学会等名
      Behaviour 2015, a joint meeting of the International Ethological Conference
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of systematic manipulation of morphological and motion cues on shoaling behavior in medaka: study by using 3DCG animation2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Nakayasu and Eiji Watanabe
    • 学会等名
      The 38th annual meeting of the japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      兵庫県神戸市 神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31

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公開日: 2017-01-06  

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