集団行動を理解する

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ドイツのコンスタンツ大学とマックス・プランク動物行動研究所の研究者らは、各魚が周囲の視界が限られているにもかかわらず、群れをなす魚がほぼ完璧に同期して一緒に泳ぐときに、魚が何を見ているのかを観察する方法を考案した。

研究者たちは、ビデオを解釈するために新たに開発された3D視線追跡手法を使用して、魚の体の姿勢と目の位置のミリ秒単位の違いを検出し、視野を判断することができます。

彼らが発見したのは、それぞれの魚が、片方の目が常に前方の魚に焦点を合わせているような動きをしているということだ。もう片方の目は、まったく別の方向を見ていることがよくある。

この技術の目的は、魚が移動する際にどのような感覚知覚に基づいて判断しているのかを明らかにすることです。

これは集団行動の理解とロボット工学の研究にとって興味深いものです。

「生物学をより深く理解すれば、より優れたロボットを作ることができる。そして、より優れたロボットは、生物システムをより深く理解するのに役立つだろう」と研究者のリャン・リー氏は語った。

同大学の他の研究者は、集団が環境にどのように反応するかという社会的ネットワークの役割について検討した。再び魚を研究したところ、集団はより頻繁に驚き、環境のより大きなリスクを魚が感知すると、より多くの魚が驚きのイベントに参加することがわかった。しかし、驚きの頻度が増したのは、個々の魚が危険の合図に対してより敏感になったからではない。むしろ、集団の物理的構造、つまり個体が互いにどのように位置し、どれだけ離れているかが、驚きのイベントを最もよく予測するものだった。

言い換えれば、集団の構造を変え、互いに近づくことで、個人間の社会的つながりの強さが増し、集団として環境の変化に効果的かつ迅速に対応できるようになりました。

研究者たちは、この研究結果が、ネットワーク化されたロボットなど、集合知を通じて問題を効率的に解決する新技術の開発に役立つ可能性があると考えている。

以前の研究では、魚の個体性が集団行動に与える影響について調査した。研究者らは、他の魚の近くで過ごす時間が長い傾向にある魚は、個体の移動速度が遅く、群れの中心に位置し、他の魚に従う傾向がはるかに高いことを発見した。このような個体で構成された群れは、社交性が低く行動の素早い個体で構成された群れよりも、結束力が強く、移動が少なく、協調性が著しく低いことがわかった。

コンスタンツ大学、マックス・プランク鳥類学研究所、ケンブリッジ大学が実施したこの研究は、社会や生態系の規模を超えた複雑な集団行動パターンの出現を説明、予測するのに役立つ可能性があり、保全、漁業、生物にヒントを得たロボットの群れに影響を及ぼす可能性がある。また、人間社会やチームパフォーマンスの理解にも役立つ可能性がある。