テクノロジー?材料
カエルの合唱法则の研究と通信システムへの応用 ～途中で休みながら轮唱を繰り返すカエルの行动に注目～
筑波大学 システム情報系 合原一究助教、大阪大学 大学院情報科学研究科 村田正幸教授、大学院経済学研究科 小南大智助教、大学院情報科学研究科 平野康晴大学院生の研究グループは、ニホンアマガエルの合唱の法則性を実験的?数理的に研究し、その成果を無線センサネットワークの自律分散型制御に応用しました。
本研究ではオスのニホンアマガエルの録音データを解析し、「短い时间スケールでは鸣くタイミングをずらし、长い时间スケールでは発声状态と休止状态を一斉に切り替えて合唱を形成すること」を见出しました。そして、このような行动特性を、発声状态と休止状态を确率的に切り替える数理モデル(以下、「カエルの合唱モデル」と略记)を用いて定性的に再现しました。
次に、カエルの合唱モデルに基づく数値シミュレーションを行い、无线センサネットワークの制御手法としての有用性を検証しました。その结果、「近接する端末同士のパケット衝突を避けつつ、全体として通信状态と休止状态を一斉に切り替えられること」がわかりました。このような性质には、ネットワーク全体の接続性と省エネルギー性能の向上が期待できます。
図 ニホンアマガエルの合唱と无线センサネットワークの概念図。本研究では、短时间スケールではタイミングをずらし、长时间スケールでは状态を一斉に切り替える共通点に着目した。