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、「短い時間スケールでは鳴くタイミングをずらし、長い時間スケールでは発声状態と休止状態を一斉に切り替えて合唱を形成すること」を見出しました。そして、このような行動特性を、発声状態と休止状態を確率的に切り替える数理モデル(以下、「カエルの合唱モデル」と略記)を用いて定性的に再現しました。

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、無線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。その結果、「近接する端末同士のパケット衝突を避けつつ、全体として通信状態と休止状態を一斉に切り替えられること」がわかりました。このような性質には、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。