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。

自去年以来，研究实施计划被广泛分为两个计划。第一个计划是考虑如何使用BAT飞行和声学选择性注意来依次捕食，而不会失去两个猎物的视线，并考虑在此过程中数学模型的一致性。另一方面，第二个计划是从自上而下的基础上理解蝙蝠通过使用人类进行的精神声音实验的蝙蝠的样子，以扩展到数学模型中，不仅要考虑声纳的输出特征，还考虑了两种输入（Echo listat和euttean and uppution and uppult and uppult and flubliation）和（飞行和脉冲辐射）的特征。去年，我们主要关注第一个研究计划，包括提交论文，因此今年我们专注于第二项研究计划。使用使用标准尺寸的虚拟头降低到超声波波的波长大小的超声双耳回声，测量了有关形状，纹理和材料歧视的基本数据，用于视力，健康听力的人，没有回声量的经验。结果，发现通过使用超声信号模拟BAT回声定位脉冲，甚至仅使用视觉信息就难以理解其形状的物体也可以将其与回声信息区分开。还发现，声学分析和统计模型分析可以通过使用响度和音调作为声学提示来辨别物体的形状和纹理。在此阶段，实验系统涉及受试者被动地倾听俯仰变形的超声双耳的回声以区分对象以区分对象，但是如果它们可以扩展到一个实验系统中，在该系统中，受试者在这些系统中捕获多个猎物（同时自我移动）通过积极的感知，希望可以评估投入/输出特征的人类策略，以了解人类的策略，以了解人类的策略，以了解人类的策略。