立石科学技術振興財団

助成研究成果集(第26号) 2017

どうぶつタッチ & ゴー：環境センサ装着の野生動物から記録情報を NFC で回収する機構
Animal- Touchʼn Go ( ATG) : Mechanism for Collecting Recorded Informationfrom Wildlife- borne NFC Devices
2151015

研究代表者

東京大学
空間情報科学研究センター

講 師小林

博

樹

センサノード側の省電力化に着目した時，非[研 究 の 目 的]

接触型通信 (NFC 等) と無線通信 (WiFi 等)
本研究は，「どうぶつタッチ & ゴー：環境セでは，後者の方が圧倒的に電力消費が大きい。

ンサ装着の野生動物から記録情報を NFC で回一方，森林の地表付近に生息する陸生哺乳類は収する機構」の実現を目的とする。従来の動物周辺環境からの聴覚刺激により行動が決定し装着型センサノードは，生息地特有の電源・情(Begon, 1990, Ecology.)，最も合理的な行動を報インフラの制限や搭載可能重量の限界から，決定するには思考する時間を必要とする (日本

調査可能な範囲が制限される問題がある。そこ

比較生理生化学会編，2009，学習の記憶の比較で本研究では，野生動物本来の行動や習性に着生物学)。つまり，動物が適切な行動を判断す目した。電源・情報インフラの存在しない計測るためには，一定の静止時間が必要となる。こ

空白域の生物多様性情報を長期・自律的に取得の，聴覚刺激により野生動物がシンクノードまする基盤が実現する。

で接近した場合，動物に装着したセンサとシンクノードが，互いの非接触型通信の半径内に存在し，通信が成立する確率が高い。

[研究の背景と準備状況］

図 1 は，本提案を絶滅危惧種イリオモテヤマ
移動する人間や動物にセンサを装着し，行動ネコを用いて実証した時の様子である。具体的や周辺環境をモニタリングする構想はセンサには，装着型の位置情報センサを用いて連続 2

ネットワーク研究の初期から存在する。しかし年間の測定能力を証明した後，仮想聴覚刺激に野生動物を対象とした場合，装着可能なセンサよりねぐら内のシンクノードまで誘き出し，非総重量は体重 2 % 以下に限られ，そして自動接触型通信の可能性を示した。これはセンサと車や人間のように定期的に回収・充電する機会

シンクノードが互いの非接触型通信の半径内には無い。さらに取得されたセンサ情報を得るた

あ り，一 定 の 静 止 時 間 (4 秒，FeliCa 規 格 でめには，最終的にインターネット等の外部ネッ250KB 分の通信時間相当) の存在を示す。本

トワークと接続可能なシンクノードに，動物自計画では，電源・情報の存在しない高線量地帯身が接触しなければならないが，その頻度は少(福島県阿武隈山地北部) の環境情報を，実際ない。これによりセンサ情報の回収方法と省電に生息する動物を用いて行う機構「どうぶつ力化が非常に重要な課題とされる。

タッチ & ゴー」を開発することにした。
― 1 ―立石科学技術振興財団

図2

図1

本研究の実証フィールド拠点の場所 (福島県浪江町)

コ ン セ プ ト イ メ ー ジ (上) 事 前 研 究 成 果 (下) 右
図：ネコの攻撃と防御の気分のかさな合いによる表情の変化の図 (Leyhausen, 1959)[開発したシステム概要］
A) 野生動物を誘き出して情報を取得するユビ
図3

キタス・シンクノード基盤

実証フィールドに構築したユビキタス基盤

これまでの研究成果を用いて，平成 27 年度内に目標「(福島第一原子力発電所から北西報した UDP ストリームによる音響リアルタイム

告 10 キロ地点 (帰還困難区域) の双葉郡浪江配信技術を実装する。MTU，RWIN 値などを町小丸地区小丸共同牧場 (図 2) で「24 時間自調整しネットワーク占有率を極限まで引き上げ，律運用・調査可能なユビキタス基盤」の構築を配信遅延の最小化を実現した。ここで得られた目標に掲げ，実際に達成した (図 3)。帰還困デ ー タ は WEB で 24 時 間 365 日 公 開 し て い

難区域内であることから，まず関係者や行政機る [1]。2016 年 6 月からはアーカイブ記録開始関への説明から開始した。また，電力会社の理した。

解を得ることができ，実証フィールドで電気契約が行えることになった。これにより安定してB) 生息動物に最適化したウェアラブルの開発

評価実験有効性実証を行えることになった。現拠点周辺に実際に生息する動物に装着する地での設置工事には専門家の作業が必要となるウェアラブルシステムを開発する。但し，ユビが，いわき市や広島の業者に協力頂けることとキタス・シンクノード基盤は A)で構築し，プなった。またデータ記録サーバシステムを東京

ロトタイプは事前研究で整っている。
森林地域で動物に機器を装着する場合の使用大学柏キャンパス内に設置した。24 時間の集条件は，ヒトが利用する場合と条件が異なり特中管理がなされている。
情報を配信するシステムの構築については申有の条件が存在する。特に森林地域での長期運請者のこれまでの成果を時分割多重化 (マルチ用のために，機器の搭載容量に制限があるので，チャンネル化対応) することで実現する。時分使用機器として低消費電力性を考慮して検討す割多重化を実現するには，ネットワーク配信のることが重要である。

遅 延 時 間 を 固 定 化 す る 必 要 が あ る た め，

Arduino UNO R3 を基盤機器として使用したSoundWire 技術により IPv6 環境上で Qos 制御(図 4)。Arduino は世界的に普及している価格― 2 ―Tateisi Science and Technology Foundation

れば十分に問題ないと言える。
本研究の実験では，実際の習性行動との比較のために Canon Power Shot SX200 IS を使用してビデオ撮影を行った。そしてこれらのデータを統合的に評価する多次元インタフェースソフトウェアを開発した。そしてこれらの機材を用いた実験を麻布大学の獣医らと共に予備実験を行い，その知見をもとに実際に被爆した牛を対図4

象にその有効性を確認した。これにより「生息研究開発した「どうぶつタッチ＆ゴー」端末動物に最適化したウェアラブルの開発」の目標を達成した。
C) ｢どうぶつタッチ & ゴー」を用いた野生動物調査支援の有効性評価A)と B)で構築したシステムを用いて野生動物調査を行った。具体的には，連携研究者が「高線量地帯周辺における野生動物の生態・被曝モニタリング (石田，2012，生物と科学)」

図5で提案している“鳴き声情報による遠隔生態調被爆した牛を対象とした有効性評価の様子査方法”を再現する形で行った。2017 年 3 月
11 日 に は，日 本 科 学 未 来 館 で の 特 別 展 示

面の購入ハードルが低いマイクロコントロー「Lesson 3. 11 〜学びとる教訓とは何か〜」でラー (マイコン) であり，多種多様なセンサー公開した (図 6)。
以上の成果が 2017 年 3 月に経済産業省及び(3 軸加速度センサーや温度センサー，湿度センサー，マイクロフォンなど) に対する拡張性

IoT 推進ラボ第 3 回先進的 IoT プロジェク

が高く，ZigBee 規格である XBee が利用し易ト選考会議で準グランプリに選ばれた。また本い 観 点 か ら 採 用 し た。「ど う ぶ つ タ ッ チ &研究成果を活用した復興支援活動についてのイゴー」での送受信データは専用シールドに搭載

タリア政府からは第 11 回アルテ・ラグーナ国

されている Micro SD にてデータを保存してい際美術賞を日本人として初めて受賞した (図る。また，「どうぶつタッチ & ゴー」における7)。

データ送受信と習性行動の正確な評価を行なうために，時刻の誤差を減らし計測する事が可能なリアルタイムクロック (DS1307) を使用している。電源として，Sony 製の 9V 角形アルカリ乾電池を使用している。これらの機器をそれぞれ 5 台ずつ用しリュックに搭載した。これ
らのデバイス総重量は 250 g であり，対象動物の体重の 5 % 以下なので規定内に収まっており，動物の習性行動に装着機器による影響を与えない。また，今後のデバイスの小型化を含め
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図6

科学未来館での研究成果発表

立石科学技術振興財団て取得しているが，長期数十年に渡って 24 時
間 365 日の生態情報取得 (サイエンス目的の空間情報のビッグデータ) を行うためには，研究者の労力だけではその取得・処理・分析は困難であると報告している。今後，本研究成果を最大限に活用し，調査を支援して行く。
［成果の発表，論文等］
図7

第 11 回アルテ・ラグーナ国際美術賞を受賞の様子[1]

被曝の森のライブ音http : //radioactivelivesoundscape.net/ 2016[2] Kaoru Saito, Kazuhiko Nakamura, Mutsuyuki[今後の研究の方向，課題］

Ueta, Reiko Kurosawa, Akio Fujiwara, Hill Hiroki
Kobayashi,

MasayaNakayama,Ayako

Toko,

国際原子力機関 (IAEA) のチェルノブイリ

Kazuyo Nagahama. Utilizing the Cyberforest live

原発事故報告書では，被爆した野生動物群の数

sound system with social media to remotely conduct

世代に渡る被爆状況とその影響の調査は，学術

woodland bird census es in Central Japan. Ambio.

的・社会的に非常に重要であると報告されていNo. v ; 44 Suppl 4 : 572-83. 2015 (doi : 10.1007/s13280-015-0708-y)

る。東京大学の石田は，福島第一原子力発電所[3] Hill Hiroki Kobayashi and Hiromi Kudo. Acoustic

周辺の，特に高濃度の放射性物質が検出されてEcology Data Transmitter in Exclusion Zone, 10 km

いる阿武隈山地北部地域において，震災直後から定期的に野生動物の被曝モニタリングを行っfrom Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant,
LEONARDO / Journal of the International Society
for the Arts, Sciences and Technology (MITている。本モニタリングでは，当該野生動物のPress), 50 (2), pp. 188-189, 2017. (doi : 10.1162/

鳴き声の自動録音装置を 500 地点以上に設置しLEON_a_01416)― 4 ―