カエルの合唱法則に基づく無線センサネットワーク制御手法の提案

摘要

カエルの発声行動の数理研究に基づき、無線センサネットワーグの自律分散型制御手法を提案する。全世界に約6500種が生息するカエルは、そのほとんどが夜行性であり、オスがメスを呼ぶために鳴き声を発する。一般に繁殖地には多くのオス個体が共存しており、個々のオスは他のライバルにさきがけてメスを獲得する必要がある。オスの発声行動に関しては、鳴き声の重複を避けて交互に鳴く逆相同期状態や、個体同士が張り合うように鳴き始める合唱状態の形成が観測できる。これらの行動は、個体ごとが繁殖の成功を目指す利己的な目的に基づくものと解釈できるだろう。本稿では、カエルの発声行動の内、「短時間スケールでの逆相同期状態」と「長時間スケールでの合唱状態の形成」の両方を再現するハイブリッドな力学モデルを構築する。その上で、提案モデルを拡張することで、通信状態とスリープ状態を一斉に切り替えつつ、自律分散的にパケット送信タイミングをずらせる通信方式を提案する。