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【通信技術】「すごすぎる」「発想の勝利」 カエルの合唱の“法則性”、通信の効率化に応用 研究者に聞く[01/15]

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1: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 15:48:09.84 ID:CAP_USER

 「面白いアイデアだ」「発想の勝利ではないか」――筑波大学と大阪大学がこのほど発表した、カエルの合唱の“ある法則性”を活用する研究結果が、ネット上で注目を集めている。ニホンアマガエルの合唱は、個々では鳴くタイミングをずらし、全体では一斉に休む時間がある。この法則性をIoT機器のネットワークに応用すれば、近くの端末同士のパケット衝突を回避できる一方、省エネにもつながるという。

カエルの合唱とIoT機器のネットワークという、一見すると関係がないように思える事柄を結び付けた研究結果に、ネット上では「すごすぎる」「まさかの応用」などと驚きの声が上がっている。研究の経緯を、筑波大学の合原一究助教(システム情報系)に聞いた。

■カエルの合唱に“隠された法則性”

ニホンアマガエルの実験で、研究チームが確認した法則性はこうだ。短時間では「オス同士が鳴くタイミングをずらしている」が、長時間では「鳴いている区間(時間帯)をそろえる」つまり「一斉に休んでいる」というものだ。研究チームは、この鳴いたり休んだりという法則性を数式で表現し、実験結果と比べることにした。

まず、個々のカエルは鳴くたびにエネルギーを失い、疲労度が増すという仮説を立てた。その上でエネルギーと疲労度、周囲で鳴いているオスの有無によって、周期的に鳴き声を出す状態(発声状態)と鳴かずにエネルギーの消費を抑える状態(休止状態)を確率的に切り替える数理モデルを作成し、シミュレーションしたところ、実際のカエルの合唱を再現できた。
no title

さらに、この数理モデルを無線センサーネットワークに応用した。

無線センサーネットワークとは、センサーを搭載した無線端末をたくさん並べたもの。近くの端末同士が通信し、バケツリレーのようにデータを送っていくことで情報を集めるというもので、例えば農場の広範囲の状態を監視する――といった用途が見込まれている。

ただ、個々の端末が電池で駆動している場合、通信できる回数には限りがある。そのため、近くの端末同士が同時にデータ(パケット)を送り合い、受け渡しに失敗する問題(パケット衝突)を回避したり、適当なタイミングで休止状態に入ったりして、消費電力を抑える必要がある。

この制御の部分に、カエルの合唱の法則性を応用したのだ。
no title

■驚きの発想が生まれた背景

研究結果の発表を受け、ネット上では「カエルの合唱の研究が、無線センサーネットワークの制御に役立つことを思い付いたきっかけは何だったのだろうか」という声も上がっている。

これに対し、合原助教は「むしろ逆で、カエルの合唱を理解するために、無線センサーネットワークの考え方が役に立つのではないかと思ったのが、私にとってこの研究のスタート地点だった」と説明する。これまで合原助教は、カエルの合唱のパターン、特に近くの個体同士がタイミングをずらして鳴く現象を研究してきた。

カエルが小さな体のわりに大きな鳴き声を出せるのはなぜか。有限のエネルギーをどのように活用すれば効率的にメスにアピールできるのか。同様の問題を抱えたシステムとして注目したのが無線センサーネットワークだった。

ただ、合原助教は「このような発想ができたのには背景がある」と振り返る。それは、今回の研究論文のラストオーサー(最終著者)でもある大阪大学大学院の村田正幸助教(情報科学研究科)の研究室に2006~08年ごろに所属していた牟田園明さんの研究だった。

牟田園さんは、合原助教が以前発表した「カエルが交互に鳴く」という研究を知り、そのメカニズムを無線センサーネットワークのパケット衝突回避に応用できないか、と発案。牟田園さんが研究を進める過程で、2007年ごろ何度か議論したという。

続きはソースで

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1901/15/news085.html

11: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 16:18:09.40 ID:mRlan3GD
>>1
この技術を使った実際の製品が期待される性能を達成したらほめたい
それまでは内輪で騒いでいるだけというものも多い
特に日本は

 

32: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 19:06:07.20 ID:OFqtE+Jk

>>11
どんなに有望な技術でも,一旦,外国に持って行って外人が
金儲けを始めてからでないと日本企業は注目しないからね。

さしずめ,米軍かNASAが低周回衛星ネットワークに使ったら
非常に有効でしたとか言い出すと,すぐに飛びつくよ。

で,ライセンス料せしめられて薄利多売しかできなくて,中韓
に負けると。

 

3: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 15:52:48.28 ID:nYQY48fy

なんかさぁー

こんな次元の低い内容で注目される世界は嫌いです

 

12: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 16:22:35.63 ID:QscMCovs
>>3
そこは低レイヤとか言っとけばいいのに

 

28: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 18:38:43.50 ID:c5HekokN
>>3
知ってしまえばこんな事って事にも気づけない次元の低さが問題なんだろw

 

44: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 20:41:40.65 ID:7TBgSy+1
>>3
原発が危険という小学生でもわかる次元の低い
原理を知らなかった政府と官僚がいる世界の事か?

 

5: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 15:54:22.59 ID:5viBNrch
イグノーベル賞に推薦しておきなされ

 

21: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 17:49:50.75 ID:k8WwgYsp
>>5
いや、これは実用性あるので、イグノーベル賞ではなくね。

 

7: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 15:59:31.31 ID:TGAYrq9q
ふつうにイーサネットで研究し尽くされている

 

49: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 21:20:21.35 ID:v3U8qpuS
>>7
無線は他者のキャリア検出が出来ないだろうが

 

10: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 16:14:58.32 ID:O4V+RBmd
いやこれすごい重要な研究だと思うぞ

 

20: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 17:38:09.24 ID:KDbR1b3w
こういう技術の応用好きだ

 

25: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 18:22:06.93 ID:kYbiXM+A
ちゃんと数学的に解明できる人はすごいなぁ

 

30: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 18:44:32.30 ID:+pR7k2e+
筑波大学すげえええええええええええええええええええええええええええ

 

31: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 19:01:02.32 ID:m2XXiMCx
間違いなく役に立つんだろうが
現状はものすごくニッチな気もする。
電源引いたら有線LAN引くしな
まあアイデアの素晴らしさが良いよね。

 

46: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 21:03:52.48 ID:DekGz3uB
やっぱ数学できる人ってスゴいなー
法則を見つけて
それを数式にして
他分野で応用したんだろ
よくわからんけどスゴいわぁ

 

52: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 21:39:05.58 ID:IhpplF7v
低消費電力のIoTのプロトコルを真面目に考えるとだいたいこんな感じになるじゃろて。

 

55: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 22:42:28.98 ID:mA4I0GQP

>これまで合原助教は、カエルの合唱のパターン、特に近くの個体同士がタイミングをずらして鳴く現象を研究してきた。

ここがポイントなんだけどな。「カエルの合唱を何年も研究」とか、他人からしたらアホにしか思えないことを実直に研究し続けることこそが科学

そこから新しい価値が生まれて経済畑の人たちもウハウハになるのに、カネは出さない…

 

59: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/15(火) 23:04:48.82 ID:s0CUAZwS
>>55
理系のプレゼン能力のなさったら無いねえ…

 

64: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/16(水) 00:16:19.52 ID:5bm1xo6u

マルチホップの通信効率を高めるわけか

まあだいたいカエルは難しい事考えてるわけじゃなくて隣が鳴けば自分も鳴くわけだから、自然と適度なズレが生ずるんだよ。

 

65: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/16(水) 00:16:45.87 ID:wDGn0nHQ
記事読んだ感じだとワイヤレスp2pの応用だよねこれ?

 

72: 名無しのシステムエンジニアさん 2019/01/16(水) 11:16:04.35 ID:DClXyhVf
素人感覚的には、予めぶら下がってる機器が分かるなら
衝突しないようにそれぞれが使えるタイミングを割り振ったら良い様な気がするが、そいう話じゃないのかな
 
 
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管理人コメ

おもしろいですね。研究成果を別分野に応用するというのはすごいと思います。私も読んでいてP2Pが思い浮かびました。「ユビキタスとP2Pが拓く次世代モバイル」という外部サイトのコラムも読んでみると、昔から似たようなことが言葉が変わって議論されているんだなーって気がしますね。

Posted by flac