Learning Active Olfactory Sensing Method from Crayfish: Individual Differences within the Species and Diversity among Crustaceans

向小龙虾学习主动嗅觉感知方法：物种内的个体差异和甲壳类动物的多样性

基本信息

批准号：
17J07494
负责人：
石田華子
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、様々な場面において匂いを使ったコミュニケーションを行うザリガニに着目し、行動解明に取り組んできた。ザリガニは餌を探す際に、噴流を利用して匂いを引き寄せていると言われている。さらに、噴流を放出する方向を変え、匂いを引き寄せる流れの指向性を操ることができる。本研究では、餌を探索して自由に歩行するザリガニにインク放出装置を背負わせ、口元にインクを放出して噴流を可視化することを着想し、ザリガニが背負って歩ける小型インク放出装置の開発に取り組んできた。本年度は完成した装置を用い、生物行動学者であるThomas Breithaupt博士の下で生物行動観察実験を行った。ザリガニは匂いの放出位置からの距離に応じて噴流の方向と歩行スピードを変えていることが分かり、種や個体による違いも見られた。匂い源に十分近づいた時には、上方に向けて噴流を放出しており、遊泳脚などで作った流れも使いながら、水底に沈んだ餌の匂いを巻き上げて感知している可能性がある。さらに、ザリガニをモデル化して、噴流の放出方向を切り替えながら移動する装置を開発した。ザリガニと同様に、左右の真横と左右後方、左右の上方に噴流を放出できる。直進中と転回中で噴流の放出方向を切り替えたところ、ザリガニと同様に直進時に後方に噴流を放出した場合に、移動先の流れを乱さず、最も探索に有利な流れが作られていることが確認できた。また、本研究を行う過程で、連結した2台のドローンで気流を操り、地表を漂うガスを巻き上げて検出する手法を着想した。数値流体シミュレーションにより、それぞれのドローンから生成された下降気流が地表に到達して放射状に広がり、ドローンの間に向かった気流同士が衝突して、巻き上げられる気流が得られることを確認した。ドローンの間にガスの発生源があれば、本手法でガスを検出でき、ごみの埋立地におけるメタンガスモニタリングへの応用が期待される。

在这项研究中，我们专注于小龙虾，后者在各种情况下使用气味进行交流，并一直在努力阐明动作。据说小龙虾在寻找食物时使用喷气式飞机吸引了气味。此外，它可以改变柱子的释放方向，并操纵吸引气味的流动方向。在这项研究中，探索诱饵并使用墨水释放设备自由行走的小龙虾，将墨水释放到嘴里，可视化收敛，并开发出小墨水的小墨水，可以在他的背上行走。今年，使用完整的装置，我们在生物活动家Thomas Breithaumpt博士下进行了生物行为观察实验。发现小龙虾根据与气味的释放位置的距离改变了Ji -out的方向和步行速度，并且物种和个体之间存在差异。当它靠近气味源时，邮费会向上释放，并且在使用游泳腿等的流程时，诱饵沉没在底部的气味可能会被抬高。此外，我们对一种对小龙虾进行建模并移动的设备进行了建模，同时切换JI的释放方向。与小龙虾类似，可以在左右，左右，左右和向右释放玉器。在直接移动并转动时切换遍历的方向后，如果玉式向后释放，则在小龙虾中释放，而不是干扰目的地的流动，并确认了最有利的流动。在进行这项研究的过程中，我们能够用两个连接的无人机操纵气流，使气体漂浮在地面上并检测一种方法。数值液体模拟证实，从每台无人机产生的降水气流到达表面并径向扩散，并且朝着无人机之间的气流碰撞以获得可以卷起的气流。如果无人机之间存在气体来源，则可以使用此方法检测到气体，并且预计将应用于垃圾填埋场中的甲烷气体监测。