群れにおける多様性とコヒーランスの共立機構の解明と感性計算における応用

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25280091
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 郡司 幸夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40192570)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森山 徹 信州大学, 繊維学部, 助教 (20325898) ; 春名 太一 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20518659) ; 白川 智弘 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 助教 (60582905)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 群れ / 内部予期 / 逆ベイズ推論

Outline of Annual Research Achievements

庭アリやミナミコメツキガニ、アユや真性粘菌について、異なる知覚モダリティーの重なりなどに起因した、外部刺激と知覚の間の一対多関係を明らかとし、そこに内部予期が潜むことを示唆した。その結果群れ自体が一個の全体性を担うこと、群れが個体間相互認知の場となっていることを明らかにした。この延長上に、内部予期がベイズ推論と逆ベイズ推論の重ねあわせで実装できるモデルを提案し、内部予期の一般化を進めた。
また、亜熱帯の干潟に生息するミナミコメツキガニの砂上活動量および他個体への接触頻度は、隣接他個体の視覚的配置の影響を受けることを実験で示した。また、他個体への接近と忌避の選択は、個体によって大きく異なることを明らかにした。
臨界状態へと自己組織化する適応的ブーリアンネットワークモデルを提案し、その振舞いについて理論研究を行った。特に、ネットワーク上のダイナミクスに対 して平均場近似を仮定し、ネットワークの入力次数分布の時間発展が従うマス ター方程式を導出してその定常解を求めることで、定常入力次数分布とネットワーク上のダイナミクスの関係を明らかにした。また、様々なブーリアンダイナ ミクスに対して数値シミュレーションを行い、その結果と解析解がよく一致することを示した。
真性粘菌変形体に対し誘引忌避混合刺激（好悪の両方を含む刺激に相当）を与える実験により、変形体の混合刺激に対する応答が誘引傾向か忌避傾向かのどちらかに二者択一的に分岐することを見出した。また、この現象に関する遺伝子制御ネットワークモデルを作成し、現象の再現が可能であることを示した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Rotating panoramic view: interaction between visual and olfactory cues in ants. (2016)
  • Author(s): Minoura, M., Sonoda, K., Sakiyama, T., and Gunji YP.
  • Journal Title: Royal society open science Volume: 3 Pages: 150426-150426
  • DOI: 10.1098/rsos.150426
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Information transfer in a swarm of soldier crabs (2016)
  • Author(s): Tomaru, T., Murakami, H., Niizato, T., Nishiyama, Y., Sonoda, K., Moriyama, T., and Yukio-Gunji, YP.
  • Journal Title: Artif Life Robotics Volume: 10 Pages: 1-4
  • DOI: 10.1007/s10015-016-0272-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lévy-like movements in Japanese carpenter ants: Experimental and theoretical approaches, (2016)
  • Author(s): Sakiyama, T., Gunji, YP.,
  • Journal Title: Ecological Complexity Volume: 26 Pages: 21-28
  • DOI: doi: 10.1016/ j.ecocom. 2016.02. 003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Kanizsa Triangle Illusion in Foraging Ants, (2016)
  • Author(s): Sakiyama, T., Gunji, YP.
  • Journal Title: BioSystems Volume: 142 Pages: 9-14
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2016.02.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Moderated Pattern Formations on Trail-Laying Foraging (2016)
  • Author(s): Sakiyama, T., Gunji, YP
  • Journal Title: Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics Volume: 1 Pages: 1-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Schooling fish change internal movement strategy due to their density, (2016)
  • Author(s): Murakami, H., Niizato, T., Tomaru, T., Nishiyama, Y., Gunji, YP.,
  • Journal Title: Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics Volume: 1 Pages: 12-16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum cognition based on an ambiguous representation derived from a rough set approximation (2016)
  • Author(s): Gunji, YP., Sonoda,K., Basios, V.
  • Journal Title: BioSystems Volume: 141 Pages: 55-66
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2015.12.003.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pursuit and escape mechanism in the swarm of soldier crabs. (2016)
  • Author(s): Gunji, YP., Tomaru, T., Murakami, H., Niizato, T.
  • Journal Title: First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics Volume: 1 Pages: 15-24
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 有向複雑ネットワークのコヒーレンス (2016)
  • Author(s): 春名太一
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 Volume: 52 Pages: 180-187
  • DOI: 10.9746/sicetr.52.180
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A power law in the exploratory behavior of the Physarum plasmodium (2016)
  • Author(s): Shirakawa T., Sato H. and Nishida M
  • Journal Title: Artif. Life Robotics Volume: 15 Pages: 22-28
  • DOI: 10.1007/s10015-016-0269-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Weber-Fechner relation and Levy-like Searching Stemmed from Ambiguous Experiences (2015)
  • Author(s): Sakiyama, T., Gunji, YP.
  • Journal Title: Physica A Volume: 438 Pages: 161–168.
  • DOI: 10.1016/j.physa.2015.06.038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modulation effect with global ambiguity in 2-dimensional random walk, (2015)
  • Author(s): Sakiyama, T., Gunji, YP
  • Journal Title: Int J.Par. Emer.Dist. Sys Volume: 10 Pages: 1080-1080
  • DOI: 10.1080/17445760.2015.1016518
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inherent noise appears as a Lévy walk in fish schools (2015)
  • Author(s): Murakami, H., Niizato, T., Tomaru, T., Nishiyama, Y., Gunji, YP
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Pages: 10605-10605
  • DOI: 10.1038/srep10605
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Collective behavior of soldier crab swarm in both ring- and round-shaped arenas (2015)
  • Author(s): Murakami, H., Niizato, T., Tomaru, T., Nishiyama, Y., Moriyama, T., Gunji, YP.
  • Journal Title: Artificial Life and Robotics Volume: 20 Pages: 315-319
  • DOI: 10.1007/s10015-015-0232-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ミナミコメツキガニの群れに認められる逆ベイズ推論 (2015)
  • Author(s): 郡司ペギオ幸夫・都丸武宜・村上久・新里高行
  • Organizer: 第16回計測自動制御学会・共創部会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、名古屋
  • Year and Date: 2015-12-14 – 2015-12-16
• [Presentation] Connection and disconnection of perception and memory; De ja vu, Inverse Bayes (2015)
  • Author(s): Gunji, Yukio-Pegiio
  • Organizer: ベルグソン国際会議
  • Place of Presentation: kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-13
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Moderated Pattern Formations on Trail-Laying Foraging (2015)
  • Author(s): Tomoko Sakiyama, Yukio-Pegio Gunji
  • Organizer: Swarm 2015
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2015-10-28 – 2015-10-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 群れにおける内部予期 (2015)
  • Author(s): 郡司ペギオ幸夫
  • Organizer: CBI学会・分子ロボティクス分科会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀、東京
  • Year and Date: 2015-10-27 – 2015-10-28
  • Invited
• [Presentation] Deviated Trail-Laying Behavior Stemmed from Directional Interaction (2015)
  • Author(s): Tomoko Sakiyama, Yukio-Pegio Gunji
  • Organizer: Behaviour 2015
  • Place of Presentation: Cairns, Australia
  • Year and Date: 2015-08-09 – 2015-08-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 生命＝モノとコトの齟齬を反故にする表現体 (2015)
  • Author(s): 郡司ペギオ幸夫
  • Organizer: 比較思想学会
  • Place of Presentation: 東洋大学、東京
  • Year and Date: 2015-06-13 – 2015-06-14
  • Invited