Development of Selective Fishing System Based on Co-creation Field Principle

基于共创场原理的选择性捕捞系统开发

• 批准号: 19K04462
• 负责人: 杉野 隆三郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Anan National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04462/
• 关键词: 共創場原理; 魚群行動; LED光; レベルセット法; 群行動モデル; 選択的漁法; 共創原理; 共創場; 魚群行動モデル; LED光応用

本研究の目的は，魚群が発現する共創的群行動について，個体行動を重畳した群全体が形成するメタオーダー行動モデルをレベルセット関数(LSM)に置き換える新しい数理モデリング法の構築を試み，LED光による選択的漁法に適用可能なコンピュータシミュレーション手法を開発することで，LED光を用いた漁法の産業応用の可能性を探ることにある．LED光を用いた漁具に対する魚群行動については，徳島県水産研究所による水槽実験データから抽出された論理データに共創場理論を適用して魚群行動モデルを構築する．そのLSM数理モデルの有効性をコンピューターシミュレーションを通じて検証することが目標となる．この目的に沿った令和4年度の研究計画に対する実績を以下に示す．１．魚群行動パターンの変化を定量化するために論理データにカオス・フラクタル解析を適用してクラス分けを試みる必要があるが，これまでの手打ち作業から得られた撮像データから自動的に各個体を分離して論理データを抽出できる画像処理アルゴリズムを開発できた．また，新しい赤外線暗視観察システムを開発し，今後の魚群行動の観察データを高精度かつ柔軟な実験条件の設定可能性を広げることができた．２．共創場原理をベースにする計算機実験手法の新しい可能性を探るため，群集に与えるタスクの設定と行動モデルについて数値実験を通じて検討するとともに，レベルセット法で用いるスカラー密度関数を設計するモデリング手法をhypar graphにより検討でき，今回新たにboids法によるweak AIによる新しいマルチトラッキングアルゴリズムへの応用可能性が確認できた．以上により，研究計画の【フェーズ２】レベルセット魚群行動モデルの構築：フェーズ１で得られた結果を数理科学的かつ水産学的に吟味し，群行動パターンのレベルセット法によるコンピュータ計算技術を開発を部分的に達成できた．

本研究的目的是通过用水平集函数（LSM）代替整个群体与个体行为叠加形成的元序行为模型，构建一种新的鱼群共同创造群体行为的数学建模方法。该项目的目的是通过开发可应用于选择性捕鱼方法的计算机模拟方法，探索使用 LED 灯捕鱼方法的工业应用的可能性。关于鱼群行为对使用 LED 灯的渔具的响应，我们通过将共创场理论应用于德岛水产研究所从水族馆实验数据中提取的逻辑数据，构建了鱼群行为模型。目标是通过计算机仿真验证LSM数学模型的有效性。与此目的相一致的2020财年研究计划的结果如下所示。 1.为了量化鱼类行为模式的变化，有必要通过对逻辑数据应用混沌分形分析来尝试分类，但每个个体都可以从之前手动工作获得的成像数据中自动分离出来，我们能够开发出图像。可以提取逻辑数据的处理算法。此外，我们开发了新型红外夜视观测系统，为未来鱼群行为观测数据设置高精度和灵活的实验条件提供了可能性。 2.为了探索基于共同创造场原理的计算机实验方法的新可能性，我们通过数值实验研究了给予人群的任务设置和行为模型，并开发了一种建模方法来设计用于设计的标量密度函数。这可以使用 hypar 图进行研究，这次我们已经确认了使用 boids 方法将其应用于使用弱 AI 的新多跟踪算法的可能性。由于上述原因，研究计划的[第二阶段]：构建水平集鱼群行为模型：从数学和渔业的角度检验第一阶段获得的结果，我们开发了使用水平集的计算机计算技术学校行为模式的设定方法已部分实现。

项目成果

Development of Fish Behavior Measurement System Using 360-degree Camera and Monocular Depth Estimation Model

利用360度相机和单目深度估计模型开发鱼类行为测量系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Junji Fukumi;Koji Fukuda;Ryuzaburo Sugino;Keiichirou Yoshimi
• 通讯作者: Keiichirou Yoshimi

単眼深度推定モデルを用いた水槽内の魚類行動計測システム

使用单目深度估计模型的水族馆中的鱼类行为测量系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺尾颯真;福見淳二;杉野隆三郎;福田耕治;吉見圭一郎
• 通讯作者: 吉見圭一郎

魚群行動解析のための群集トラッキング手法の開発

用于鱼类行为分析的人群跟踪方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 仁木琉聖，杉野隆三郎，伊丹伸，福田耕治，福見 淳二，吉見圭一郎，三宅修平

360°カメラを用いた水槽内の魚類行動計測システムの開発

使用 360° 摄像头开发水族馆鱼类行为测量系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 福見淳二;福田耕治;杉野隆三郎;吉見圭一郎
• 通讯作者: 吉見圭一郎

共創場原理を考慮した群集行動モデルの提案と検討

考虑共创场原理的人群行为模型的提出与研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Chugo Daisuke;Yokota Masahiro;Muramatsu Satoshi;Yokota Sho;She Jin-Hua;Hashimoto Hiroshi;Katayama Takahiro;Mizuta Yasuhide;Koujina Atsushi;村上敦，笹木亮，舘川郁，村中茜，寺林賢司，堂田邦明;品川裕依菜，杉野隆三郎，福田耕治
• 通讯作者: 品川裕依菜，杉野隆三郎，福田耕治