Development Method for Measuring Fish Behaviour in ...
Transcript of Development Method for Measuring Fish Behaviour in ...
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水産工 学 Fisheries EngineeringVoL 52 No,2, pp.147〜153,2015
147
【学会賞受賞講演】
水産工 学分野に お ける魚類行動の 追跡技術の 開発
米 山 口禾 良*
Development of Method for Measuring Fish Behaviour
in Fisheries Engineering
Kazuyoshi KoMEYAMA *
Abstract
To understand the capture process Qf different types of fishing gear, and to design the gear and
aquaculture facllity to improve the efficiency {}f fish production , it is important to obtain data on fishbehaviour regarding their response to the fishing gear and aquaculture facilities used . There have been anumber of research studies on the dynamics and catching capability of fishirlg gear. On the other hand,owing to the behavioural measurements in fisheries research , and the appearance of biotelemetry and
bio−logging technologies, it has become possible to determine the behaviour of fish near /within the
vicinity of fishlng gear and ln an aquaculture facility. To obtain a scientific understanding of the response
of fish to fishing gear and aquaculture facilities, it is ne ⊂essary to detect the position of the target丘sh to
confirm its specific positional relationship with the fishing gear and aquaculture net cage . This paperintroduces behavioural measurements using biotelemetry, bio−logging, and video analyses estabhshed bythe author that can be used to detect the position of a fish for fisheries and aquaculture research . It isbelieved that these behavioural measurement techniques wili be useful for fisheries engineering as a new
biological apProach .
1.は じ め に
「なぜ 漁具で 魚を獲 る こ とが で きるの か ?」を明 らか に
す る こ とは 難 しい 。シ ン プル な問い だが,魚が 漁具 に入
る理 由は,実の と こ ろ魚に 聞 い て み な い と 分か ら な い。
人 は魚 と意思 疎通 で き な い か ら.漁具 で 漁獲 され て し ま
う理 由を探る た め に は魚の 行動を計測 しr 動 きの 特徴,
行動パ ターン か らその 意思や状態を読み解 くこ とを漁業
研 究者は 囗 々 試 み て い る。
漁獲 の 成否 は漁 具 の 動態 とそ れ に対す る 魚の 反 応行動
の 連鎖 で 決 ま る と考 え られ る。今 日で は,漁 具 の 動態
(あ る い は養殖施設)に つ い て は力学的な視点 か らの 設
計 ・開発が され,か ねて か ら研究が 推進 され て きた1〕・21。一
方 で,漁獲 の 成否 に係 る水面下 で の 魚 の 行動 は,現 在
の技術 で も容易 に 把 握で き る もの で は な い 。
魚 の 行動計測手法 に は様 々 な 手法が存在し,実験環境
の 制約 に よ っ て は 適用 範 囲 が 限 られ る。た とえば,実験
水槽で の 行動 モ ニ タ リ ン グ に は,光学 カ メ ラ の 使用 や 目
視観察が 頻繁 に 行われ て い る。こ れ ら は暗条件下 や 透明
度の 低い 状態 で の 行動把握 は容易 で は な い 。また,光学
カ メ ラ に よ る 画像 ・映像行動解析で は,画角の 制限に よ
り限 られ た 空間 や 狹 い 水槽で の 行動 モ ニ タ リ ン グ に 制限
され る こ と もあ る。加えて ,光学 レ ン ズに よ る 画像 の 歪
み は 対象種の 位置計測 に 誤差を生 じさせ,行動解析結果
に 与 え る影響 を無視 す る こ とが で き な くな る。ソ ナーは
魚群位置 とそ の 動 きを と ら える こ と に 秀 で る一
方 で ,漁
獲対 象種が 時空聞 的 に 途 切 れ て記 録 され るた め,別 の 魚
群 の 映像を観察して し まう可 能性 もあ る。
近年,水棲生物 の 行動計測 にバ イオ テ レ メ トリー (bio−
telemetry)や バ イ オ ロ ギ ン グ (bio−logging)が もっ ぱ ら
使用 され る ように な り,水棲生物の 行動研究に お い て は
対象生物の 行動・生態に 関わ る新 た ら しい 知見 の 集積 や,
2015年 8月 26 日受付,2015年 8月 26 日受理
キーワード : バ イ オ ロ ギ ン グ,超音波 テ レ メ トリ
・一,位置推定,状態空間モ デ ル
Key words :Bio−logging, acoustic telemetry, IQca五sat 三〇 n, stat 倉 space mode1
* Kagoshima University, Faculty of Fisheries,450 −20, Shimoarata Kagoshima 890一 056, Japan(〒 890−0056 鹿児島市
下 荒 田 450−20 鹿 児島大学水産 学部)* Tel& Fax :099−286−4310, komeyama @fish.kagoshima −u.ac .jp
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148 水 産 工 学 Vol.52 No.2
資源保護を目指 した 研究へ の 応用 が推進 され て い る3
フ ィール ドや大型水槽 で の 行動実験 で は,視程 の 低い 水
中で の 行 動 計 測 を可 能 に す る こ れ らの 手法 は 有効 な 計測
手法 とい える 。 計測器を個体 に 装着す る必要があ る た め,
大 型 の 水 産 牛 物 に 制約 さ れ て し ま うが ,フ ィー
ル ドお よ
び大型 水槽 で の 行動計測手法 と して 今後も普及す る と考
え られ る 。
水産分野 に お け る 漁具・養殖施設 に 対す る 普遍 的 な魚
の 行動を把握す る こ とは,漁獲 メ カ ニ ズ ム や 養魚 に とっ
て の 最適 な養殖施設の デ ザ イ ン を追求す る うえで 不 口∫欠
な情報 で あ る。こ の 実現 に は.具体的な 魚の 遊 泳位置 を
知 る こ とが 重要 で ある 。バ イオ テ レ メ トリ
ーや バ イオ ロ
ギ ン グの 登場 で 位置情報 の 取得 が 可能 に なりつ つ あ る が.
そ の 手法 に つ い て は 途上 の 段階 に あ る とい える。こ れ ま
で に,著者 らの 研究グル ープ は,漁獲過程の 解明や 養魚
の 視点か らみ た 養殖施設 の 提案を囗的に,漁具・養殖施
設内 を遊泳す る 魚類 の 3 次元行動を可 視化す る 手法の 確
立を行 っ て きた.こ れ を達成する た め の 研 究 は進行段 階
にあ るがs 本稿 で は.著者 らが漁業 ・養殖業の 生産現場
で 確立 したバ イ オ テ レ メ トリー,バ イ オ ロ ギ ン グ,そ し
て 映像解析 を利 用 した,魚 の 遊 泳 位 置 の 計 測 手 法 を紹 介
させ て 頂 きたい 。
2.超音波テレメ トリー
魚 の 行動 に は様 々 な要因が 複雑 に 絡 み 影響を及ぼ して
い る ため,魚群密度が 未知で ある フ ィー
ル ドで は,環境
刺 激 に 対 す る 魚 の 反応 を検証 す る こ と は 難 しい 。実 海 域
の 現象を把握す る 点で フ ィー
ル ド研究 を欠 くこ とは で き
ない が,様 々 な条件を容易 に コ ン トロ ール で きる 大型水
槽 を用 い た 行 動 実 験 も併 せ て必 要 で あ る」著 者 らは 生 物
の 行動を遠 隔 測定す る バ イ オ テ レ メ トリーに よ っ て 大型
水糟内 を遊 泳す る魚の 行動把握 を 試 み た4『6〕。
超音波 テ レ メ トリーと は,水棲 牛 物 に 装着 した発信機
から発せ られる超音波信号を受信 して 行動 を追跡するバ
イオ テ レ メ トリー
で ある、、陸 卜生 物の 行動計測 は 電波を
信号 とす る 電波 テ レ メ トリーが 用 い られ る が.海水中で
は著 し く電 波が 減衰す る ため,超音波を信号とす る超音
波 テ レ メ トリー
が用 い られ る。こ れ まで に超 音波発信機
を魚 に取 り付け対象海 域 に放流 し,可 搬 式 の 超音波受信
機を 使 っ た移 動追跡 調 査や 設 i 型 受信機 を使 っ た魚 の 来
遊調査などの 研究事例があ る7〕・s).著者 の 研究グルー
プ
も定置網周辺 に 超音波受信機を 設置 して実験個体の 来遊
を li1測 し,定置網漁場 に お ける 実験 個体 の 来遊 時期 や 時
刻 を 明 ら か に す る こ と に 成功 し て い る (Fig.1)9}11)。
Wind Speed (cm s一ソ Day > , i
嚇 ・
Current Velocity(cm s−1/Day)
霏{き1i
60奮40
≧20E
o
24h18
ミ12
菫6
0
叢
灘 欝\
紳
5m 〆S
5cm /s
WaterTem ρerature Change
+叩qM
」」』 山 n止L臨
2106
−1 古 亀一2−3
30.Jul.2005 30.Oct.2005 30.Jan,2006 30.Apr.2006 30Ju1 .2006 30.Oct.2006
Fig. lTime.serie8 data of the occurrence of tagged common carp and of each environmental factor near set net . for each
day from July 2005 to October 2006, The stick diagram indicates the wind direction and current velocities . Anupward −oriented stick represents wind blowing from north to south , and the stick length represents the speed , Thedirection of the current is expressed through the inversi{Dn of the wind direction.(From Komeyama et at.(2008)Fishen
’es Alfanagement and Ecology, with minor alter翁tions .)
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水産⊥ 学分野 に お け る 魚類行動 の 追跡技術 の 開発 149
こ れ らの 超音波 テ レ メ トリーで は 設置 した受信機 の 近 傍
に発信機をつ けた魚が来遊 した場合 に.来遊時刻 と発信
機 の 持 つ 深 度 等 の セ ンサ ー値が 受信記録 と して 残 る 、,実
験 個体の 来遊 を計測 で きて も,その 詳細な位置を明 らか
に する もの で は な か っ た...
近 年で は.受 信 機 を設 置 す る 3点以 E の 観測点 ご との
超音波信号 の 到達時間の 位相 を 利 川 し,魚の 位置を推定
す る 試み が あ り.有益 な 知 見 を 残 して い る 且2〜m .,超音
波 テ レ メ トリー
で は.計測範囲が 信 号到 達 範囲 に 隈 られ
るが,フ ィー
ル ド調 在で の 確度は 2 −−10mで ,個体 の 移
動 を詳細 に捉え る こ とが で きる ., しか し,漁具・養殖施
設に 対す る 行動 を提 え る こ とを 日 的に した 場合に は 観測
Ii呉差の 影響が まだ大きい .大型水槽 で あれ ば,計測 に 影
響 す る 自然 ノ イ ズや,音速 に 影響す る 海水密度の 変化が
フ ィール ド研究 と 比 較 して 発生 しに くい 実験条件で あ る
こ とか ら,高い 確度 ・精度で 魚 の 行動 を計測 で きる 吁能
性 が 高 い .、そ こ で ,擁:
者 らの li廾究 グ ルー
プ は、養殖生 簀
や 漁具 と同等の ス ケール の 大 型 水槽 C6〔匠}m ;り にお い て 魚
の 行動 を 超自波テ レ メ トリーで 計測す る装置を構築 した 。
大 型 水 槽 に 受 信 機 を 4 つ 設 置 し,水 槽 内 に 設.置 した 超
音波発信機の 超 1曾皮II{}丿・を 集 録 した 、水槽壁 の 反 射波の
影響 を避 け る た め,受信機 で は 到達す る超音波信号の 第
1 波 を検 出 し記録 した. tt受 信 記 録 か ら発 信 機 の 位 潰 を 計
算 した性能テ ス トの 結果は,水平面 の 平 均 で 確 度0、23m ,
精度0,〔〕2m を 示 し た{i〕.、こ の 確度,精度 は,漁 具、養殖
施設に 対する 魚の 行動 を評価 す る た め には 十 分 な性 能 を
備え持 つ とい ・.)て も差 し.之え無 い 。本計測 装 置を 用 い て
超音波発信機 を装着 し たマ ア ジ 1個 体 を他の マ ア ジ29個
体 と共に 大型 水槽 に 放流 した..、標 識 個 体 の 行 動 を 計 測 し
た 結 果.詳細な水平 [lilの 遊 泳経 路 を描画 で きた 〔Fig.2).、
こ 才し1’こ よ り{lhl体 び)遊彳永i坐1窪べ,習紵イ1:場 )すF 〔空 1昌」手「亅A」〕 カミ具
体的に 把握で きた、、ま た,超 i’}’
波 テ レ メ トリーで は 群 行
動 の 計測が 困難なこ とか ら,サ ーチ ラ イ ト式 ソ ナーを併
せ て 使川して マ ア ジ群 を検 出 し,標 1識個 体 の 移 動 と魚群
の 移動 が・致す る か を確認 した.,ソ ナー映 像 で 映 し出 さ
れ る マ ア ジ群 と超 1’で波発fll機び)位置が 同時刻に 近 くにfl:’:
置 した こ とか ら,標識個体 が マ ア ジ 群 と 兵 に遊 泳 し て い
た こ と が うか が え た 、こ の こ と は 標 1識個体 の 移 動が 群 行
動を代表す る もの で ,環境刺激 や 物体 に 対す る 標識個体
の 反応も,群行動 と して 評fllli出来る 酊能性 を 本 r法 は 示
し た ..
現 在で は,本計測装置に よ る 位置計浬1上は 3 次 元位置 の
旧.測
.も実現 して い る 〔Fig.3}.超 門波 テ レ メ トリー
の 計
測値 に は 観測誤差が 多 く含 まれ る こ とか 多 い た め.状 態
空 間 モ デ ル で あ る カ ル マ ン フ ィ ル タ を使用す る こ と に よ
り,計測値か ら 1’〔の 遊泳位 置を推定す る こ と も行 っ て い
る「’)
本研 究 に よ り.魚類の 行動観察 r・ Vlと して 本装 置
の 有効性が 示 され た.
10
5
E O
一5
一10−10 一5 0 5
10
5
0
・5
.1G歪O
Fig.2T{エp : The swimming traject 〔,ries {bf a tagged fish, estimated
uSing acf川 Stic telem (・try f‘レr a minimum lighting output .
The b 【}ld rectangle indicales Ihe “ ・all 〔)f dle experimental
Iank 〔600m :り. The fT川 r d〔,ts indicate the hydrophones of 山 e
lislening stati 〔}n used f{〕肖 he positi〔ming system . A line ill lhe
tank represenrs the swimmillg traject〔レry ‘,f a tagged fish, andthc gray −seulc / indieatc.s Ihc swimming δ pc じd calcu 且a 重ed bythe diffcrence in thq )⇔ sition 剛レ臼 hc 「lsh 〔レvcr time. The figurei皿 τhe bwcr .rigl1I shI ,w5 山 c I川 SiしiI〕n 〔,i
’ tht / flsh lump, the
illuminatcd urcu ,己nd しhc c エ蝋 r 〔レU じd area ill【hc tunk.B〔}ttGm :S(mar image capmred frGm rec ‘レrded vide 〔島sequences
under minimum output tightning ctレndili エ)ns, The tw ‘, images
a[the ccn 吐re rep1 ℃ sen 吐the s1Dnar and fish light. The rectangla
and d〔}ts represent the waHs tレf the ta 【1k and ihe h)・drol⊃h{>nc8 ,respecti ・
.ely . The inu]ge ‘,重her than th 〔・walls , lamp . alld s【レnar
is 正n{,st likelv a 「ish sch (レ【レ1. Thc cr【,ssed lnark 叱・rs indicak・
the estimuLed acDus 吐ic trunsmi “ er PIレ,sitit 〕n 、 namely 、 the
P〔レsition ⇔f lhc lakrged fish, Thc texl i【l dhc iり、Ψ er4eft of the
figure indicates thc 吐imc 肺ゼdeleutil,1匪 o [’thc P 肺 sili 川 1 (,f Ule
lrallsmiIter alld l−ish sch 〔適〔}L
〔Fmln Kr,m 〔/y川 皿{t‘el al.(2(川 L 、ψ加 ’z.S’t’isa’1 (;aleitaishi, with
nlir1 〔,rr ≡lt1〔!i曁:1li 【伽11S_)
3.バイオ ロギン グによ る行動計測
バ イオ ロ ギ ン グ と は 生 物 に デー一タ ロ ガーを取 り付 け て
そ の 動 きや 環 境 を 記録 し,行動 を把握す る f法で あ る ,
こ れ らの 研究 で は 遊 泳深度 や 摂 餌 行動な どの 肛要 な 知 見
を得 る こ とが で き る、.
漁具・養殖生 簧 ll}1発に イj
.益 な情 報とな る 網地 に 対
.す る
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150 水 産 工 学 VoL 52 No.2
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Fig.3Three−dimensiona正tmjectories of tagged red seabream with a transmitter in a large tank. The figure provides plots
displaying the three・dimensional movements of the fish, The black rectang 正e with the dashe引 ine represents the walls
of the ta皿k, The asterisks 血 dicate the observatiQnal values generated by the pDsitioning system based o皿 acoustic
telemetry , and the lhしe represents the swimm g tr勾ect面 es estimated using a state −space model with a Kalman filter,(Frork Komeyama et at.(in press)」財5みθガ θδβπ哲” θθ擁η9 , with m or a且terations)
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Fig,4Reconstructed three・d ensional trajectories of cultured Pacific bluefin t a for a two ・hour period. D ぜferent grey
coloure “ trajectories indicate different swimm 洫 g speeds . The thick black circular lines in each layer represent the
maXimum 曲 皿 eter of the submerge “net cage es 訊ted u団 血 e Net Shape a皿d bOad Analysis System (MA :Takagi
etal .2003).(From Komeyama and Takagi.(2015)Biotogy and Eeelogy Of Tuna , with minor alterations ,}
旋回行動を評価す る た め に は,対象魚種 の 3次元 の 遊泳
行動 の 可視化 が不可欠 で ある 。バ イオ ロ ギ ン グ で は 様 々
な計測値が得 られ るが,個体 の 位置情報を把握す る手法
と して は,実験個体 の 針路 速力情報 を利用 して 遊泳経
路 を推測す る デ ッ ド レ コ ニ ン グ (Dead reckoning > が
あ る 。 著者 らの研究グルー
プで はバ イオ ロ ギ ン グに よっ
て 養殖生簀内 の ク ロ マ グロ の 遊泳行動 の 記録を行 い ,デ
ッ ドレ コ ニ ン グ に よ っ て ク ロ マ グ ロ の 3次元 遊泳経路の
推定を行 っ た15〜17)。
養殖 ク ロ マ グ ロ の 3次元遊泳経路 を可視化す る ために,
データ ロ ガ ーを養殖 ク ロ マ グ ロ に外部装着し た。直径 30
m の 浮沈式の 円形生簀 に 実験個体 を放流 し,個体 の 遊泳
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水産工 学分野 に お ける魚類行動の 追跡技術 の 開 発 151
器
鶲ー2:
ー40噸
Fig.5The three −dimensional swimming behaviour of juvenile Pacific bluefin tuna was monitored using a stereo camera
system in a large tank. Time series data plot of three−dimensioml positions of juvenile Pacific Bluefin tuna,1,2, and 3,i皿 an experimental tank. Each plot interval corresponds to 1/30 second ,(refer from Komeyarna et at.(2015)ilfathentatieat and Physicat Fis乃eガe8 Scfεπ ce with minor alteradon )
速度 深度,方位をそ れ ぞ れ 1s間隔 で 測定 した 。 ク ロ
マ グ ロ に 装着したデータ ロ ガーを時限装置で 切 り離 して
回 収 しt 読 み 出 した データ か ら速 力,針 路 か らな る 遊 泳
ベ ク トル を時 間 ご とに 算出 した 。 遊泳ベ ク トル を時間 積
分す る こ とで ク ロ マ グロ の 3 次元遊泳経路 を推定 し,そ
の 特徴 を明 らか に した (Fig,4)。 実 は ,以 上 の 手順 で
真の 3次 元 遊泳経路を得 る こ とは で きない 。 筆者 らが 使
用 したデー
タ ロ ガー
の 速力 セ ン サー
は プロ ペ ラ 式 に よ る
計 測 方式 で,測 定 さ れ る速力 は対水速力 で あ っ て潮 流 成
分を含め て記録する。この ため に 生 じる実験個体の 推定
経路の ドリ フ トは過 去の 知見で も報告 され て お りIs>・「g},
潮 流 の 強 さ に も よ るが 2時 間 で 水 平 成 分 に し て約 1400m
も推定経 路 が ド リ フ トす る こ と も報告 さ れ て い る 16)。
著者 らの 研 究 グ ル ープ で は,養殖 ク ロ マ グ ロ が 常 に 泳 ぎ
続 けて 生 簀 を周 回 して い る こ と に 着 目 し,生簀内で マ グ
ロ が 周 回 する 成分 の み を抽出 し潮 流 等の 成分を除 くデ ジ
タル フ ィ ル タ を設計 した 。 設計 した フ ィ ル タ を通過 した
実験個体 の 推定経路 は,ドリ フ トする こ とな く養殖生簀
内にお さ まっ た。さ ら に,養殖生 簀の 形 状 を網地 シ ミ ュ
レー一タNaLAI }12 )
で 計算し,深度ご との 生簀直径を算出
した。推 定 経 路 が どの 深度で も生 簀か ら外 に 出 な い こ と
か ら、推定経 路 の 妥当性 が 実証 さ れ た 17〕。ま た.大 型
回 流水槽を使 用 し,定常流 下 で 回 転移動す るデ ータ ロ ガ
ーの 移 動 経 路 を デ ッ ドレ コ ニ ン グ と設 計 した フ ィ ル タで
推定 し た とこ ろ,大 きな 誤差無 く真の 経路 に 近い 移動経
路 を推定 で きた17)。
現 在,取 得 し た推定 経 路 か らク ロ マ グ ロ の 旋 回 行 動 を
抽 出 し,生 簀 規 模 の 大 き さ,時 刻 別 の 違 い に着 目 して ク
ロ マ グ ロ 養魚 の 分析 して い る (未発表)。
4.画像解析による行動計測
バ イ オ テ レ メ トリーや バ イ オ ロ ギ ン グ で は ,魚 の 遊 泳
位置を計測 し遊泳速度や 旋 回 行動 を明 らか に で きる が,
実際の 適用 は 発信機やデータ ロ ガー
を装着で きる大型個
体 に 限 ら れ ,小型魚種 を対象 とす る 場合 に は 適用 で きな
い 。 Torisawa et al.2°)は養殖生簀内 を遊泳す る ク ロ マ
グ ロ の 吻端 と尾鰭 の 3 次元位置 をス テ レ オ 画像計測 で 算
出 し,養魚 の 尾叉 長計測 に 成功 して い る 。 ス テ レ オ 画像
計測は視点 の 異な る 2機 の カ メ ラ を用 い て対象物の 3次
元 位置を推定す る もの で,個体 に触 れ る こ となく対象魚
の 位置 を計測 で き る。本 手法 は行動計 測 に 応用 さ れ て 小
型 の マ サ バ の 3 次元 行動計測 に 使用 され て い る21)。こ
の よ うに小型魚類を対象 と した 3次元行動モ ニ タ リ ン グ
に は ス テ レ オ 画像計測 が 有効 で あ る 。
著者らの 研究 グ ループ で は,発信機 や デ
ータ ロ ガ
ーを
装着 で きない 小型 の ク ロ マ グ ロ 種 苗 (全長約 7cm )を
対象 に,ス テ レ オ画像計測 に よ る行動計測を行 っ た。ク
ロ マ グ ロ 稚魚 は 養成 中 に 衝突死する こ とが 知 ら れ て お り,
そ の 行動 は 未だ に不明な点が 多 い 。こ れ らの 行動を理解
す る た め に,こ れ ま で に 2次元 の 平 面 空 間 を対 象 と した
群 行 動 研 究 が 行 わ れ て き た22)。本 研 究 で は こ れ ま で に
可 視化 さ れ なか っ た 3次元空間に お ける ク ロ マ グ ロ 稚魚、
の 遊 泳速度,個 体 問距 離 や 平 行遊 泳性 を 量 的 に評 価 した
(Fig.5)。 カ メ ラ 画角 の 問題 で 断片的な連続 デー
タ の 取
得 に 留まる など,今後 の 課題 として 検討すべ き点 は あ る
が ,群 行動 分析 へ の さ らな る可 能性 を示 した 23}。
また,映 像 に よ る魚類 の 行動観察 で は,対象魚 の 動 き
を定量化する た め に魚体位置の 検出を手動に 頼 っ て 行 わ
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152 水 産 ⊥ 学 VoL 52 No、2
O
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鵬
漁
鵬
20e400600 1000 1200
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替 4切 EN 跏 i 12凶
The two −dimensional trajecIory of a sing 且e 「ish ca [culatcd
using a state −space modei wi 重h a particlc fi且しer, ToP ;Originalimage fr(,m u video cHmera . The circular p〔bint 〔m the fishrcpresents the mean state vector with the dme ・predicted state −
space m 〔レdeL Midd 且c :Results of subtracting the b…ickgr 〔}und
image fr〔,m the original imuge. The circu [ar p〔,int{m the fishrepresents the mem statc vcc ω r with the time −predicted stute −.gpuce modeL The circle is the estimated mean of the particles,Bott {}m ; The swimming trajectories of an indiヤ idual f正sh
tracked using a slate ・space rnodel with a partide filter.(Fr(Dm K ⇔ mcy3ma e ’α ’.(2015)Contn
’bittions vn the Thevr:),
of Fishing Cears and Retated Marine S:、・S”em , wilh minor
alterations .)
れ る こ と が 多 い .t そ の た め 計測 に は 人 /・ とll寺問 を要 し.
千 動 に と もな う 観測誤差 が 多 く含まれ て し ま う.現 在.
誤 差 を推定 し なが ら真の 経路 を 推定で きる 状態空問モ デ
ル の パ ーテ ィ ク ル フ ィ ル タ を使川 して 魚 の 自動的な移動
追 跡 を 試 み て い る (Fig.6)。現段階 で は 1 つ の 》匕学 ビ
デ オ カ メ ラ で 魚 の 自動計測 を実現 して い る が2D ,将来
的 に は 2 つ の カ メ ラ か ら得 ら れ る 映像 を 自動解析 し,3
次 元経路 の 算川や 複数個体の ド1動計測が で きる よ うに改
良 を進 め た い 、,
5.お わ り に
本稿 で は.こ れ まで に 嵜渚 らの 研究 グル ープが 実施 し
て きた,魚 の 2 次 元,ある い は 3次 元遊泳位置を 、諸』渕 す
る ]曳法 を紹介 し た..本研究で 明 ら か に され る 魚 の 位置情
報に よ り,対象魚種の 漁具 内 ・養殖施設内 で の 遊泳経路
(空 間 利 用 ),あ る い は,物体 との 距離,他個体 との 個体
問距離を定量的 に 把 握 出 来 る よ うに な る 。 こ れ まで に 評
価 が 難 しか っ た,漁具・養殖施設 に 対す る魚 の 反 応行動
を よ り詳細 に 分析で きる こ とか ら,魚 の 意思決定 ル ール
が 明 らか に され る 可能性 が あ り,今後.漁獲 メ カニ ズ ム
や 養魚 に と っ て 最適な養殖施設の デ ザ イ ン が 本技術の 発
展 で 垣間見られ るか もしれない e また,これ ま で の 漁具
や 養殖施設の 設計 は,力学 的 側 面 が 重 要視 さ れ,魚の 生
物 ・行動学的な要因 につ い て は 人 の 経験則に 頼 られて き
た と 考え られ る。対象種の 行動 を 深 く理 解す る こ と で,
漁 獲 対 象 種,あ る い は 養 魚 の 行 動 的側 面か ら も漁 具 ・養
殖施 設の 設計 が 出 来 る 時代が 来 る よ うに 今後の 研究 と教
育に 励み た い 。 こ れ らの 行動計測手法 が 新 しい 水産 ⊥ 学
的 な ア プ ロ ーチ と して ,漁獲過程の 解明 に 役 に 立つ と信
じて い る u
謝 辞
名誉あ る 水産工 学奨励賞をい ただきあ りが と うご ざ い
ま し た 。 推薦,選考 に 携 わ っ た 先生 方.な らび に,関係
者の 皆様方 に 厚 く御礼甲 し.Lげます/t こ れ ま で の 研究 を
遂行する に あた り多 くの 方の 御支援と御協力 を 賜 り ま し
た u 私に 研究 の 機会を与 えて くだ さ り,熟 意 を もっ て ご
指導 頂 い た 元 近畿大学教授 の 山 根猛 先 生,北海道大学大
学院教授の 高木力先生,北海道大学大学 院 教 授 の 平石智
徳先生,北 海道大 学 名誉 教授 の 山 本 勝 太郎 先 生 に 心 よ り
感謝申 し Eげます。近畿大学講師の 烏澤眞介先生,テ ン
プ ル 大学 目本校准教授 の 門 田先生,H 東製 網株式会社 の
鈴木勝 也博 十 に は ,共 同 研 究 者 と して 時 間 を惜 し む こ と
なく議論を交わ し多大 に ご 尽 力 くだ さ い ま した 。 H頃 の
研究生活をご 支援頂い た鹿児島大学水産学部の 皆様,北
海 道 大 学 大 学 院 水 庠 科 学 院 旧 海 洋 資 源 計測 学講座 行動資
源計測学領域 (旧 漁 具 設 計学 講 座 )の 皆様,近畿大学農
学部漁業生産 シ ス テ ム 研 究室 の 皆様.ノ1・産 現 場 で 研究を
す る こ と を快 く受 け 人 れ て 頂 き,貴 藪 な資料・
デー
タ の
堰 得 を 共 に 石 っ て頂 い た 漁 業者,養殖業者の 皆様に.こ
こ ろ よ り感謝申し ヒげ ます 良 き先 生,先輩後輩,職場
の hll,同 僚 に恵 ま矛し.多 くの 方の こ 攴援で 1’1身の 研 究
を続 る こ とが で き ま した、お 1[i:話 に な・・ た 皆様 に 感謝申
し 1’.Cデます.,
参 考 文 献
D 高木 力・清水孝 1’・鈴木勝 也 ・馳F有智徳 ・松 ド
吉樹 ・渡 剖〜俊宏 : 網 地 形状 シ ミュ レータ
“NaLA
”
の 性能に つ い て,水産 ]1学、・to: 125−134.20(〕3.2) K .Suzuki. S、 Torisawa . T . Takagi : Numcrical
analysis of net cage dyna量nic behavior 〔iue 重o
concurrent 等vaves and curllenL .〜4SガVE .2〔〕09.
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The Japanese Society of Fisheries Engineering
NII-Electronic Library Service
The Japanese Society of Fisheries Engineering
水産工 学分 野 にお け る 魚類行動 の 追跡技術 の 開 発 153
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N 工工一Electronic Library