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

野生蝙蝠开发的大规模空间导航策略的实验和数学研究

基本信息

批准号：
15J03861
负责人：
角谷美和
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J03861/
关键词：
コウモリ超音波センシング数理モデリングソナー入力特性超音波バイノーラルエコーミニチュアダミーヘッドヒューマンエコ―ロケーション物体弁別野外計測音響的視野ヒューマンエコーロケーション飛行 attention

项目摘要

昨年度より研究実施計画は大きく分けて2つの計画から構成されていた。1つ目の計画は、2匹の獲物を見失うことなく連続して捕食するためのコウモリの飛行と音響の選択的注意の運用方法を検討することと、またその過程において数理モデルの整合性についても検討すること、であった。一方2つ目の計画は、ソナーの出力特性だけではなく入力（エコー聴取）・出力（飛行・パルス放射）双方の特性を考慮した数理モデルに拡張するために、コウモリが超音波エコーから何がどのように見えているのかをヒトを用いた音響心理実験を通じてトップダウン的に理解すること、であった。昨年度は論文投稿など1つ目の研究計画をメインに進めていたため、今年度は2つ目の研究計画の方に特に力を入れて研究した。標準サイズのダミーヘッドを超音波の波長サイズに合わせて縮小したミニチュアダミーヘッドにより計測した超音波バイノーラルエコーを用いて、晴眼かつ健聴なエコーロケーション未経験者を対象に形状、テクスチャー、材質弁別に関する基礎データを計測した。その結果、コウモリのエコーロケーションパルスを模擬した超音波信号を用いることで、視覚情報のみではその形の違いが分かりにくい物体であっても、エコー情報から弁別できることがわかった。また音響分析および統計モデル解析から、ラウドネスや音色を音響的手掛かりとすることで物体の形状やテクスチャーを弁別できることもわかった。現段階では、ピッチ変換した超音波バイノーラルエコーを被験者にパッシブに聴かせて物体を弁別させる実験系であるが、今後、被験者がアクティブセンシングにより複数の獲物を（自身も移動しながら）捕らえる実験系に拡張できれば、ヒトの感覚知覚を利用した、数理モデルにおける入出力特性の評価や、コウモリのソナー戦略の理解に対する新たなアプローチが可能になると期待できる。

从去年开始，研究实施计划分为两个主要部分。第一个计划是研究蝙蝠如何在飞行和声学中利用选择性注意，以便在不丢失视线的情况下连续捕获两个猎物，并在此过程中检查数学模型的一致性也是一个考虑的问题。。另一方面，第二个计划是扩展数学模型，不仅考虑声纳的输出特性，还考虑输入（回声监听）和输出（飞行和脉冲发射）的特性，目标是理解。通过人类心理声学实验从上到下观察事物的样子。去年我主要做第一个研究计划，包括提交论文，所以今年我在第二个研究计划上投入了很多精力。使用微型假人头（一种标准尺寸的假人头，缩小以匹配超声波的波长）测量超声波双耳回声，我们为没有回声定位经验的视力正常和听力正常的人提供有关形状、纹理和材料辨别的基本数据被测量。结果表明，通过使用模拟蝙蝠回声定位脉冲的超声波信号，即使仅使用视觉信息很难辨别物体的形状，也可以从回声信息中区分物体。声学分析和统计模型分析还表明，可以通过使用响度和音色等声学线索来区分物体的形状和纹理。目前，实验系统是让受试者被动地聆听音调转换的超声波双耳回声来区分物体，但未来，我们将开发一种实验系统，其中受试者使用主动传感来捕获多个猎物（同时还移动如果这一点能够得到扩展，预计将有可能出现一种评估数学模型的输入/输出特性并理解蝙蝠声纳策略的新方法。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

生命医科学研究科　脳神経行動工学研究室（角谷美和）

生物医学科学研究生院神经行为工学研究室（角谷美和）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Three-dimensional sonar beam control of FM echolocating bats during natural foraging revealed by large scale microphone array system

大型麦克风阵列系统揭示了自然觅食过程中FM回声定位蝙蝠的三维声纳波束控制

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuya Motoi;Miwa Sumiya;Dai Fukui;kohta I. Kobayasi;Emyo Fujioka;Shizuko Hiryu
通讯作者：
Shizuko Hiryu

生命医科学研究科　脳神経行動工学研究室

生物医学科学研究生院神经行为工学研究室

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

生命医科学研究科脳神経行動工学研究室（角谷美和）

生物医学科学研究生院神经行为工学研究室（角谷美和）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

3次元音響動態計測に基づいた採餌飛行中の野生FMコウモリのソナービームパターンの分析

基于 3D 声动力学测量的野生 FM 蝙蝠在觅食飞行期间的声纳波束模式分析

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuki SARUMARU;Miwa SUMIYA;Taito BANDA;Kaoru ASHIHARA;Kohta I. KOBAYASI;Shizuko HIRYU;本居和也，角谷美和，藤岡慧明，渡辺好章，力丸裕，太田哲男，飛龍志津子
通讯作者：
本居和也，角谷美和，藤岡慧明，渡辺好章，力丸裕，太田哲男，飛龍志津子