【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］

　「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。
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/15/kf_kaeru_02.jpg

　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。
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/15/kf_kaeru_03.jpg

■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

複数で発信して、なるだけ続いてる時間もありつつ一部で休む

細かい周波数を合わせて全体では大きな波になってるような図をイメージした

複雑ネットワーク関係？

だからね、科学者ってのは机にへばりついてちゃ駄目なんですよ。散歩に行こうね。

結局それでコンフリクトする割合はどれくらい改善されたの？
数パーセントマシになったくらいならどうでも良いわ。

あかんまたイグノーベル賞とれてまう

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

科学技術は自然科学の応用

カエルが目的なのすき

一斉に鳴き止んだところに1匹だけ空気読めなくて鳴いてるやついるよね、カエル界のボッチが。

>>6
人間世界で考えてみるとそういうやつはモテないな

>>29
それってゲーム理論の話ししてるの？

ムクドリの群れも近くの個体と距離みて決して衝突せず同調する
これはカオス理論で説明された事例だが　そんなふうに
自然の動きに情報の受発信や物流・液個含浸モデルを求めるのは
このところの流行だよね　若手研究者ガンバレ寄付するぞ

>>6
誰も鳴いていない時には、誰も聞いていない

いやいや、相手の声を聞くってことはセキュリティの問題ありありやろ
これはやったらあかんやつや
一社だけでも効率悪くてあかんし
全体統一するとひとつ破られると完全にアウト
相手に要望だしてシンクロしてもらうとか普通に考えることやろｗ
処理的にもセキュリティでもやばかったからやらんかったんやろｗ

ｹﾞﾛｹﾞﾛｹﾞﾛｹﾞﾛｹﾞﾛｹﾞﾛｹﾞﾛｹﾞﾛ
ｷﾞﾛｷﾞﾛｷﾞﾛｷﾞﾛｷﾞﾛｷﾞﾛｷﾞﾛｷﾞﾛ
ｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙｸﾙ
ﾄﾞﾛﾄﾞﾛﾄﾞﾛﾄﾞﾛﾄﾞﾛﾄﾞﾛﾄﾞﾛﾄﾞﾛ
ﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏﾀﾏ
https://i.imgur.com/Y0HklH0.jpg

発信側では既にタイムシェアリングとしてCPUでも無線方式でもやっとるやろがｗ

>>21
初のノーベル・イグノーベル同時受賞かも

>>66
かかってきた電話待たせてメール打ちながら
部下の申告を聞いているのは結構近いんじゃない

＞筑波大学の合原一究助教

親爺は東大の変人教授。豆な。

>>9
>だが全員で泣くと、敵が来ても自分が襲われる確率はわずかになるし、遠くのメスにも聞こえるし、メスはだれかにはたどりつく。

全員で鳴いたってタイミングはずらすから遠くのメスには聞こえないし、メスがだれかにはたどりつくって
ことは敵もだれかにはたどりつくってこと、逆に敵が来ても自分が襲われる確率はわずかってことはメス
が来ても自分が交尾できる確率はわずかってことで、擁護になってない

これ本当にすごいと思う
よく実用できる技術に昇華させられたな
面白い

カエルの鳴いてる田んぼで、静寂の瞬間なんてあったかな。
ずっとうるさい記憶しかないな。
離れたとこでなくて、そばで観察するとそういう感じなのかな。

>>80 >>82
きみ基本情報処理技術者試験くらいの知識しかなさそう

自然科学とITの融合ですかね。

ホタルの光も電気になるのではと思うのが、私だけですか？

公専公規制をなくして、定額常接/従量課金のプロバイダサービスを提供する構想も同じ発想だよ

>>75 ←知的環境に恵まれずに育った典型だな

ゲロゲーロだけで金を稼いでるおっさんだっているんだ
>>1みたいなことがあったって全然不思議じゃないよ

>>86
君は個として見てるね
全が個として見ていない

＞全体では一斉に休む時間がある。

これ鳴いてるカエルが、近くに敵や通行人を察知すると鳴くの止めるよな。
近くの数匹が鳴くのを止めると、周辺も伝播して鳴くのを止めていく。
鳴き出すのは、全く逆に始まる。安全になると鳴き始めて、周囲がそれにつられてく。

>>92
え？いきなりどうしたんですか？
空気読めないとかボッチって自分が言われてるみたいで怒っちゃったの？

またあのノーベル賞で話題をさらうな

使い古された言い回しだけど
自然の中に答えがある　の一例やね

>>69
鹿児島大学学長「文系の先生は散歩していても脳はフル回転」

>>85
あゝあの人か(･я･`)

これはこれでいい発想だと思うんだけど
カエルの童貞率ってどうなん？

>>101
童貞率は知らんが、動くものならなんでも見境なく抱きつき放さないってのはあるようだ。
被害者１「おい、こら、やめろ！　俺♂だよ、♂！」←かなり多いとか
被害者２「きゃー！やめて！　私、魚よ！」←これもけっこう多いとか
被害者３「俺ともあろうものがしくじった。こいつぁヘビーだぜ」←しらんがな

>>3
ご自身はどのような論文を出してらっしゃるの？

自然界に学ぶ発想、着眼点が素晴らしい。

うーん面白いね
こういう発想こそ科学の発展に繋がる

【怪しいお米？】　米米ＣＬＵＢが福岡公演中止　カールスモーキー石井が前日から体調不良　病院で検査
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1547953440/l50

https://ja.wikipedia.org/wiki/ALOHA

無線通信の「ALOHAネットワーク」の技術とのアナロジーを考えていると
思われる。

ホタルの発光も同じ種のホタル同士が発光の点滅を集団で同期させているという。

7階層モデルのどこに入るんだ？4階層モデルでもいいけど
L3あたりか？

やっぱりミサカネットワークとカエルには関連性があるんだよ
https://pbs.twimg.com/profile_images/378800000710219730/153413b3185224a64d381d9dc82828e8.jpeg
https://newsoku.blog/wp-content/uploads/2018/10/Mikasa.jpg

同じ種でも個体によってあるいは年齢によって大きなかえるとちいさなかえるが
いるはずで、当然鼓膜相当の大きさも違えば、鳴き声を出す気管の大きさも違うので
その最適な発声周波数は違うと思われるが、そのあたりはどうなっているのだろうか？
他の種類の蛙の声を聞かせたら、どうなる。

>>3
文系丸出しwwww