An ecoacoustic and agent-based model based on a fusion of real data and an evolutionary model

基于真实数据和进化模型融合的生态声学和基于代理的模型

• 批准号: 21K12058
• 负责人: 鈴木 麗璽
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12058/
• 关键词: ロボット聴覚技術; 生成モデル; 鳥類の鳴き声; エージェントベース進化モデル; 生態音響学; 人工生命; 生態音響; 生成系モデル

本研究は，生成系機械学習モデルの豊かな表現力と，構成論的進化モデルを融合した，生態音響エージェントベースモデルを構築し，鳥類音声に関するフィールド調査とも連携して複雑な生態音響進化シナリオを探ることを目的とする．本年度は，前年度におけるキンカチョウの歌の音素を性選択の対象とした進化モデル，野生のウグイスに対する人工生成鳴き声を用いたプレイバック実験を具体例として，提案する生態音響エージェントベースモデルに基づく実験とモデルの融合の方法論を明確化した．この方法論に基づき，カリフォルニアに生息する野鳥であるホシワキアカトウヒチョウの鳴き声を対象として，これまでの取り組みにおいて取得した同種の鳴き声録音を用いた鳴き声潜在空間を作成した．これを用いて，野生個体に対してプレイバック実験を行い，オリジナルの音声が分布する特徴空間の中心付近から生成される鳴き声は警戒を誘発するが，遠く離れた鳴き声には反応を示さず，潜在空間が鳴き声における同種判別の特徴をとらえていることが判明した．一方で，潜在空間上ほぼ中央の位置であっても警戒を引き起こさない場合があるなど，より繊細な音響構造が個体に与える影響がありうることも示唆された．進化実験によって選択されがちな形質に関しても野生個体の反応は示されたが，より詳細な実験が必要なことが明らかになった．また，構成的モデルにおける音響的相互作用の進化ダイナミクスの理解のため，3次元仮想生物間の資源共有問題における音響相互作用の進化モデルの分析を進めた．特に，音響ニッチ仮説に基づく複数種間での時間・周波数領域での発生音のすみわけの進化を確認した．さらに，ロボット聴覚技術に基づく鳥類観測に関する研究を進め，観測技術の向上を図った．

在本研究中，我们构建了一个基于生态声学代理的模型，将生成机器学习模型的丰富表达能力与建构主义进化模型相结合，并将其与鸟类发声的实地研究相结合，以开发复杂的生态声学进化场景。目的是探索。今年，我们将基于所提出的基于生态声学代理的模型进行实验，使用前一年斑胸草雀鸣叫音素受性选择影响的进化模型，以及使用人工生成的野生莺叫声进行播放实验阐明了模型融合的方法。基于这种方法，我们利用之前获得的同一物种发声的录音，创建了一个发声潜在空间，目标是生活在加利福尼亚州的野生鸟类北方云杉蝴蝶的发声。利用这一点，我们对野生个体进行了回放实验，发现在原始声音分布的特征空间中心附近产生的呼叫会引起警报，但远离的呼叫则没有反应。发现潜在空间捕获了。叫声中同种歧视的特征。另一方面，也有人认为，更精细的声学结构可能会对个体产生影响，因为在某些情况下，即使几乎位于潜在空间中心的位置也不会引起警报。尽管野生个体对进化实验中倾向于选择的特征表现出反应，但很明显，还需要更详细的实验。此外，为了理解本构模型中声相互作用的演化动力学，我们分析了三维虚拟生物之间的资源共享问题中声相互作用的演化模型。特别是，我们基于声学生态位假设证实了多个物种之间声音在时域和频域中分离的演化。此外，我们还开展了基于机器人听觉技术的鸟类观察研究，旨在提高观察技术。

项目成果

Session: signal processing of animal vocalisations/AI/robotics" invited discussant

分会场：动物发声信号处理/人工智能/机器人”特邀讨论嘉宾

• 发表时间: 2021
• 作者: Maeda Y;Kudo SE;Ogata N;Mori Y;Misawa M;Homma M;Nemoto T;Ogawa M;Sasanuma S;Sato Y;Kataoka S;Kouyama Y;Sakurai T;Igarashi K;Ogawa Y;Kato K;Ichimasa K;Nakamura H;Kudo T;Hayashi T;Wakamura K;Baba T;Inoue H;Ohtsuka K.;Reiji Suzuki
• 通讯作者: Reiji Suzuki

私のブックマーク：学習・コミュニケーション・言語の創発と進化に対する構成論的アプローチ

我的书签：学习、交流和语言的出现和演变的建构主义方法。

• DOI: 10.11517/jjsai.37.5_661
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Japanese Society for Artificial Intelligence
• 作者: Makhlouf;Jihed and Mine;Tsunenori;鈴木麗璽
• 通讯作者: 鈴木麗璽

野外鳥類集団における音声相互作用分析のためのマイクロホンアレイに基づく自動観測の検討

基于麦克风阵列的野外鸟类声音交互分析自动观测研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木麗璽;炭谷晋司;有田隆也;中臺一博;奥乃博
• 通讯作者: 奥乃博

Extracting Bird Vocalizations from a Complex Natural Soundscape in Forests Using Robot Audition Techniques

• DOI: 10.1109/sii55687.2023.10039198
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: 2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
• 作者: Reiji Suzuki;Shinji Sumitani;Zachary Harlow;Shiho Matsubayashi;Takaya Arita;K. Nakadai;H. Okuno

音源定位技術を用いた野外鳥類の音声相互作用の分析手法の検討

利用声源定位技术研究野外鸟类声音相互作用的分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木麗璽;炭谷晋司;松林志保;有田隆也;中臺一博;奥乃博
• 通讯作者: 奥乃博