2015 Fiscal Year Annual Research Report
野性コウモリが繰り広げる大規模空間ナビゲーション戦略に関する実験的・数理的追究
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15J03861
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
角谷 美和 同志社大学, 生命医科学研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | コウモリ / 飛行 / 超音波センシング / 数理モデリング / attention / ソナー入力特性 / 超音波バイノーラルエコー / ヒューマンエコーロケーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はコウモリの飛行と超音波センシングの相互関係の数理モデル化に対して集中的に取り組んだ．具体的には，これまでの研究で共同研究者とともに構築したコウモリが2匹の獲物にアプローチする際の飛行方向のダイナミクスを表現した数理モデルに基づいて，コウモリが飛行方向だけではなくパルス放射方向（コウモリが超音波を放射する方向）も同時に変化させる数理モデルへと拡張した．その結果，野外計測で明らかになりつつあるコウモリの“先読み”行動と同様の振る舞いを数値シミュレーション内でも確認できた．すなわち，コウモリが2匹の獲物にアプローチする際に，あらかじめ先の獲物にもパルスを放射した際には，双方の獲物を見失うことなく連続して捕食できることを数値シミュレーションでも確認した．さらに，飛行のattentionを1匹目の獲物へ，音響のattentionを2匹目の獲物へとそれぞれattentionを分散させることで捕食成功確率が高くなることも分かってきた．当該研究成果は，2015年12月に非線形数理分野の国際学会にて発表した．
現在，本研究では，野外計測および数理モデリングの双方の観点において，コウモリのソナーにおける出力特性（飛行方向，パルス放射方向）について検討を行っており，入力特性（エコー聴取）については全く検討できていない．そこで来年度以降は，ソナーの出力特性に加えて入力特性についても検討し，そもそも世界を“音で見る”とはいったいどのような感覚なのかという根本的な疑問についても取り組む必要があると考えた．その手段として，コウモリの超音波帯域でのエコーロケーションをより臨場感を持たせてヒトに体験させるための音響心理実験システムを試験的に確立させ，その有用性を検討するとともに，材質や表面構造が異なる物体を弁別させる音響心理実験を実施した．当該研究成果は，国内外の学会にて発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は，コウモリの飛行方向およびパルス放射方向のダイナミクスを表現した数理モデルを構築できた．これは，当初からの課題であるコウモリの飛行と超音波センシングの相互関係の数理モデル化の土台となる重要な研究成果であると考えている．当該研究成果は，非線形数理分野の国際学会にて発表しており，査読付き学会プロシーディングスとしても公開できた．学会中には，数学を専門とする研究者から今回構築した数理モデルに対するアドバイスをいただくこともできた．またそれだけにとどまらず，コウモリのソナーの入力特性の効果について検討する必要性を独自に見出し，ヒトを対象とした音響心理実験システムの確立にも精力的に取り組んだ．当該研究成果は，国内外における学会発表や学会プロシーディングスとして公開している．以上のことから，論文投稿には至らなかったものの，採用年度1年目として順調なスタートを切ることができたと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，数値シミュレーションの結果とコウモリの実データを用いたパラメータ推定の比較や，コウモリの野外計測データおよびヒトを用いた音響心理実験より得られた知見に基づいて，数理モデルと実際のコウモリの行動との整合性について検討していく．また，今年度叶わなかった論文投稿が実現できるように解析を進める．さらに，成果が見え始めているヒトを用いた音響心理実験にも注力し，国内外の学会にて発表し，将来的には論文としてまとめることを目標とする．
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[Presentation] Human echo perception by using miniature dummy head2015
Author(s)
Yuki SARUMARU, Miwa SUMIYA, Taito BANDA, Kaoru ASHIHARA, Kohta I. KOBAYASI, Shizuko HIRYU
Organizer
2015 The Taiwan/Japan Joint Research Meeting on Psychological & Physiological Acoustics and Electroacoustics
Place of Presentation
National Tsing Hua University (Taiwan)
Year and Date
2015-10-23 – 2015-10-24
Int'l Joint Research
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