CN117642763A - 程序、信息处理设备和信息处理方法 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及能够提供适合于构建目标生态系统的物种的组合的程序、信息处理设备和信息处理方法。本技术涉及:针对从多个物种当中选择的物种的多个组合中的每个组合,构建表示用作节点的主物种和副物种之间的相互作用的相互作用网络,主物种是构成该组合的物种,副物种是具有与主物种的相互作用的其他物种;以及根据通过使用生态系统评价方法评价相互作用网络而获得的相互作用网络评价来确定作为将要呈现的物种的组合的呈现组合。本技术可以应用于例如提供适合于生态系统的物种的组合的生态系统支持系统。

Description

程序、信息处理设备和信息处理方法
技术领域
本技术涉及程序、信息处理设备和信息处理方法,并且特别涉及例如能够提供适合于目标生态系统的生物物种组合的程序、信息处理设备和信息处理方法。
背景技术
作为用于通过操作生物多样性来扩展生态系统功能的技术,例如,存在协生农法(Synecoculture)(登记商标)(参见非专利文献1)。
在通过操作生物多样性来扩展生态系统功能的情况下,设计(规划)生态系统的方法是需要的,从而适当地构建增强诸如用户期望的生态系统功能之类的目标生态系统功能的生物体之间的相互作用。
作为设计生态系统的方法,例如,存在被称为伴生种植的最佳种植植物的方法(参见非专利文献2)。
伴生种植是种植其他类型植物的方法,其他类型植物产生了对单一植物物种产生有用效果的(生物)相互作用。
另一方面,在设计包括几十个或更多个各种生物物种的生态系统的情况下,可以通过应用传统的伴生种植来部分地实现生物物种的适当组合,但是为了将生物物种的适当组合作为整体来实现,需要检验巨量的组合,并且人难以直接地执行该组合。例如,在协生农法(Synecoculture)(登记商标)中,存在对包括200种或更多种植物物种的生态系统进行扩展的实现示例。
作为设计生态系统的其他方法,例如,存在如下方法:针对期望要引入到农田中的每个植物物种,基于与存在于农田中的现有(living)生物物种发生的相互作用,评价与现有生物物种的亲和性(参见专利文献1)。注意,在专利文献1中描述的技术中,没有假设同时设计各种生物物种的适当组合。
为了设计生态系统以便在各种各样的生物物种中产生适当的相互作用,例如,增强目标生态系统功能的相互作用,需要包括综合信息的数据库,作为指示相互作用的相互作用信息。
例如,在非专利文献3和4中描述了包括综合相互作用信息的数据库。
在非专利文献3中描述的利用全局生物相互作用(Globi)的分析工具中,可以搜索引起与输入的生物物种的相互作用的生物物种。
此外,在利用Globi的分析工具中,生物物种的搜索结果可以被显示在使用生物物种作为节点的网络上(https://www.globalbioticinteractions.org)。具有生物物种作为节点的网络的显示对于理解生物物种之间发生的相互作用是有用的。注意,利用Globi的分析工具仅显示用于输入一个生物物种的网络,而不能输入多个生物物种。
引用列表
专利文献
专利文献1:WO 2016/039176
非专利文献
非专利文献1:Funabashi,2016,协生农法(Synecoculture)实践手册,2016年版,索尼计算机科学实验室(https://synecoculture.sonycsl.co.jp/public/2016年度版%20協生農法実践マニュアル.pdf)
非专利文献2:Kijima,2011,通过葱属植物和杂草混合栽培来控制作物疾病和杂草研究,杂草研究卷56(1)14-18
非专利文献3:oelen,J.H.,Simons,J.D.,和Mungall,C.J.(2014)。全局生物相互作用:共享和分析物种相互作用数据集的开放基础设施。生态信息学,24,148-159。(https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2014.08.005)
非专利文献4:arr,C.S.,Wilson,N.,Leary,P.,Schulz,K.,Lans,K.,Walley,L.,Hammock,J.,Goddard,A.,Rice,J.,Studer,M.,Holmes,J.,和Corrigan,J..R.(2014)。生命百科全书v2:提供对关于地球上的生命的知识的全球访问。生物多样性数据期刊,2,e1079。(https://doi.org/10.3897/BDJ.2.e1079)
发明内容
本发明要解决的问题
通过针对多个生物物种提供适合于目标生态系统功能的生物物种组合,可以支持目标生态系统(即,表现出目标生态系统功能的生态系统)的设计和构建。
本技术是鉴于这样的情形而做出的,并且使得可以提供适合于目标生态系统的生物物种的组合。
问题的解决方案
本技术的信息处理设备或第一程序是一种信息处理设备、或者一种用于使计算机用作这样的信息处理设备的程序,所述信息处理设备包括决定单元,所述决定单元针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,所述决定单元根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
本技术的信息处理方法是一种信息处理方法,包括:针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
在本技术的信息处理设备、信息处理方法和第一程序中,针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示主生物物种和副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价相互作用网络而获得的对相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
本技术的第二程序是一种程序,用于使计算机用作:发送单元,所述发送单元将多个生物物种的信息发送到信息处理设备;以及显示控制单元,所述显示控制单元使显示单元显示呈现UI,所述呈现UI呈现通过以下方式而获得的呈现组合:所述信息处理设备针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
在本技术的第二程序中,将多个生物物种的信息发送到信息处理设备。然后,显示呈现UI,该呈现UI呈现通过以下方式而获得的呈现组合:信息处理设备针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示主生物物种和副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价相互作用网络而获得的对相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
注意,信息处理设备可以是独立的设备,或者可以是构成一个设备的内部块。
可以通过经由传输介质进行传输或者通过记录在记录介质上来提供程序。
附图说明
图1是图示了应用本技术的信息处理系统的一个实施例的配置示例的示图。
图2是图示了终端11的硬件配置示例的示图。
图3是图示了服务器12的硬件配置示例的示图。
图4是图示了信息处理系统10的用例的示例的示图。
图5是图示了终端11的第一功能配置示例的框图。
图6是图示了服务器12的功能配置示例的框图。
图7是图示了信息处理系统10的处理的第一示例的示图。
图8是图示了决定单元52的第一配置示例的框图。
图9是图示了指示用于评价相互作用网络的评价方法的评价方法信息的示例的示图。
图10是图示了决定单元52的第一配置示例的处理的示例的示图。
图11是图示了终端11的第二功能配置示例的框图。
图12是图示了决定单元52的第二配置示例的框图。
图13是图示了决定单元52的第三配置示例的框图。
图14是图示了由排序单元111对构成呈现组合的主生物物种进行排序的示例的示图。
图15是图示了呈现UI的显示示例的示图。
图16是图示了在对呈现UI执行操作的情况下显示的呈现UI的显示示例的示图。
图17是图示了根据用户对由呈现UI呈现的呈现组合的操作而执行的信息处理系统10的处理的示例的示图。
图18是图示了信息处理系统10的处理的第二示例的示图。
图19是图示了针对通过将登记在附加列表中的物种添加到从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择的物种的组合而获得的附加组合的相互作用网络的示例的示图。
图20是图示了信息处理系统10的处理的第三示例的示图。
图21是图示了信息处理系统10的处理的第四示例的示图。
图22是图示了在自动生成生物物种列表的情况下的呈现UI的显示示例的示图。
图23是图示了呈现UI的其他显示示例的示图。
图24是用于描述由信息处理系统10执行的更新数据库13的相互作用信息的处理的示图。
图25是图示了决定单元52的第四配置示例的框图。
图26是图示了信息处理系统10的处理的第五示例的示图。
图27是图示了在决定呈现组合的第一特定示例中使用的相互作用信息的示图。
图28是图示了针对油菜、黄瓜、大葱和刺槐这四个生物物种的组合而构建的相互作用网络的示图。
图29是图示了从相互作用网络中搜索的相互作用路径的示图。
图30是图示了针对从其中登记有油菜、黄瓜、大葱和刺槐的生物物种列表中生成的植物物种的全部组合中的每个组合的相互作用网络的评价分数的示图。
图31是图示了在决定呈现组合的第二特定示例中使用的相互作用信息的示图。
图32是图示了针对通过将观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼”添加到相关生物物种“大鳍礁鱿鱼、篮子鱼(rabbitfish)、海鳗、多刺龙虾和条石鲷”的组合而获得的附加组合所生成的相互作用网络的示图。
图33是图示了针对通过将观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼”添加到相关生物物种“海鳗和多刺龙虾”的组合而获得的附加组合所生成的相互作用网络的示图。
图34是图示了捕食抑制分数的计算结果的示图。
图35是图示了针对通过将登记在附加列表中的观察到的动物物种添加到从生物物种列表中生成的0个或多个相关动物物种的全部组合而获得的附加组合的相互作用网络的评价分数的示图。
具体实施方式
<应用本技术的信息处理系统的一个实施例>
图1是图示了应用本技术的信息处理系统的一个实施例的配置示例的示图。
信息处理系统10构成生态系统支持系统,该生态系统支持系统通过从诸如植物、动物和微生物之类的生物物种的组合中呈现适合于目标生态系统的生物物种的组合来支持目标生态系统的设计、构建等。
信息处理系统10包括一个或多个终端11-i、一个或多个服务器12和数据库13。终端11-i、服务器12和数据库13可以经由网络14彼此通信,该网络14包括有线局域网(LAN)、无线LAN、因特网、诸如5G之类的移动通信网络等。
在图1中,提供四个终端11-1、11-2、11-3和11-4作为终端11-i,但是作为终端11-i的数量,可以采用1至3个、或5个或多个。在下文中,终端11-1、11-2、11-3和11-4将被称为终端11,除非特别需要区分它们。
此外,在图1中,提供一个服务器12作为服务器12,但是可以提供多个服务器12。在提供多个服务器12的情况下,可以使多个服务器12以分布式方式执行下面描述的处理。此外,对于多个服务器12,可以分配服务器所负责的终端11,并且可以使每个服务器12仅对其所负责的终端11执行处理。
此外,信息处理系统10可以使终端11执行由服务器12执行的一些或全部处理。在使终端11执行由服务器12执行的全部处理的情况下,可以在不提供服务器12的情况下配置信息处理系统10。
终端11包括例如个人计算机(PC)、诸如智能电话之类的移动终端等,并且由用户操作。
用户可以在用户居住的区域、构建生态系统的区域或任何其他区域中操作终端11,并且可以输入在构建生态系统时可能引入的多个生物物种的(名称)、用于评价稍后将要描述的相互作用网络的评价方法等。
在图1中,终端11-1位于存在海洋和海滩的区域A1中,并且终端11-2位于存在田野和花园的区域A2中。终端11-3位于存在城市空间和外部结构的区域A3中,并且终端11-4位于存在森林和沙漠的区域A4中。
终端11(经由网络14)向服务器12发送生物物种列表、指示评价方法的评价方法信息和其他需要的信息,在生物物种列表中,作为根据用户的操作而输入的多个生物物种的信息,登记了多个生物物种(名称)。
此外,终端11接收例如从服务器12(经由网络14)发送的作为呈现用户界面(UI)的图像,该呈现用户界面(UI)呈现适合于目标生态系统的生物物种的组合。终端11显示例如呈现UI,由此向用户呈现生物物种的适当组合。
服务器12通过例如从多个生物物种中选择一个或多个生物物种来生成一个或多个生物物种的多个组合。例如,服务器12接收从终端11(经由网络14)发送的作为多个生物物种信息的生物物种列表。然后,服务器12通过在来自终端11的生物物种列表中登记的多个生物物种中选择一个或多个生物物种来生成生物物种的多个组合。
服务器12针对生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与主生物物种的(生物间)相互作用(诸如吞噬关系、捕食关系、共生关系或寄生关系)的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示主生物物种与副生物物种之间的相互作用的相互作用网络(图)。
此外,服务器12通过关于生态系统的评价方法来评价相互作用网络,并且根据对相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。例如,服务器12接收从终端11发送的评价方法信息。然后,服务器12通过由来自终端11的评价方法信息所指示的评价方法来评价相互作用网络,并且根据评价来决定呈现组合。例如,服务器12将针对具有最佳评价(第一)的相互作用网络的主生物物种的组合决定为呈现组合。另外,在服务器12中,例如,可以将针对评价等于或高于预定等级的相互作用网络或作为评价的值等于或高于阈值的相互作用网络的主生物物种的每个组合决定为呈现组合。
服务器12生成将呈现组合进行呈现的呈现UI,并且将呈现UI(经由网络14)发送到终端11。
服务器12在需要时参考数据库13(经由网络14),并且使用存储在数据库13中的信息执行处理。
数据库13存储作为关于生物物种的各种类型的信息的大数据。例如,数据库13存储相互作用信息、生物分类信息、生物物种名称信息、栖息地信息等。
相互作用信息是指示在两个生物物种之间发生的(生物体间)相互作用的信息,并且包括例如引起相互作用的两个生物物种和在两个生物物种之间发生的相互作用等的信息。
生物物种名称信息是指示生物物种的名称的信息,并且例如是其中生物物种的通用名称和学名彼此相关联的信息。
栖息地信息是指示生物物种的栖息地的信息,并且例如是其中生物物种与生物物种的栖息地(的位置信息,诸如指示栖息地的范围的坐标)彼此相关联的信息。
生物分类信息是指示在根据某些规则对生物物种进行分类的情况下生物物种所属的分类(类别)(在下文中也被称为生物分类)的信息。
生物分类的示例包括通过系统发育树进行的分类、系统发育分类、通过包括活生物体的功能在内的各种属性进行的分类(诸如功能分类)等。功能分类是基于生物体的功能进行的分类,并且生物体的功能例如包括诸如特定植物物种的授粉之类的生态功能或诸如特定化合物的表达之类的生理功能。
数据库13(存储在其中的信息)可以响应于来自用户的输入而更新。即,可以通过用户对终端11的操作而输入的信息来更新数据库13。
这里,在生物物种之间发生的相互作用的示例包括在目标生态系统的构建中起积极作用的相互作用和起消极作用的相互作用。在构建目标生态系统时,需要考虑在目标生态系统的构建中起积极作用的相互作用与起消极作用的相互作用之间的权衡关系的整体优化。为了实现整体优化,需要获得生物物种的大量组合的组合优化问题的最优解或近似解。
在服务器12中,信息处理系统10针对生物物种的各种组合,通过利用作为存储在数据库13中的大数据的相互作用信息来构建相互作用网络。此外,信息处理系统10在服务器12中评价针对生物物种的各种组合的相互作用网络,以获得生物物种的适当组合作为解。可以采用任何方法作为用于获得适当组合作为解的对相互作用网络的评价方法或计算方法(算法)。
在信息处理系统10中,如上所述,在服务器12中,通过优化生物物种的组合,即,通过使用相互作用网络获得生物物种的适当组合来支持包括各种各样的生物物种在内的生态系统的设计和构建。特别地,在服务器12中,针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合来构建相互作用网络,并且根据对相互作用网络的评价,从自多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中决定呈现组合。因此,与仅使用指示一个生物物种与生物物种的相互作用的网络来构建生态系统的情况相比,可以支持包括更多不同生物物种在内的生态系统的构建。此外,由于呈现组合是主生物物种的组合,因此可以说,根据对相互作用网络的评价来决定呈现组合设计了适合于构建目标生态系统的主生物物种的组合(具有对相互作用网络的良好评价的主生物物种的组合)。此外,由于构成针对呈现组合的相互作用网络的副生物物种是与适合于构建目标生态系统的主生物物种产生相互作用的生物物种,因此可以说是适合于构建目标生态系统的副生物物种。因此,决定呈现组合也可以说是作为结果而设计了适合于构建目标生态系统的副生物物种。因此,通过根据对相互作用网络的评价来决定呈现组合,可以设计适合于构建目标生态系统的主生物物种和副生物物种。
<终端11和服务器12的硬件配置示例>
图2是图示了终端11的硬件配置示例的示图。
终端11包括通信单元21、计算单元22、输入输出单元23、存储装置24和定位单元25。通信单元21至定位单元25经由总线彼此连接,并且可以交换信息。
通信单元21用作经由网络14发送信息的发送单元和接收信息的接收单元。
计算单元22包括诸如中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP)之类的处理器,并且通过执行记录在存储装置24中的程序来执行各种处理。
输入输出单元23包括键盘、触摸面板、麦克风等,并且接收诸如来自用户的操作之类的各种输入。此外,输入输出单元23包括扬声器和显示器(显示单元),并且通过输出声音、显示图像等向用户呈现信息。
存储装置24包括诸如随机存取存储器(RAM)或非易失性存储器之类的半导体存储器、固态驱动器(SSD)、硬盘驱动器(HDD)等。由计算单元22执行的程序、计算单元22的处理所需要的数据等被记录(存储)在存储装置24中。
例如,由计算单元22执行的程序可以从诸如数字通用盘(DVD)或存储卡之类的可移动记录介质安装到作为终端11的计算机中。此外,例如,程序可以经由网络14等下载到作为终端11的计算机并且安装在存储装置24中。
定位单元25构成例如全球定位系统(GPS),测量(定位)终端11的位置,并且输出指示位置的位置信息,例如,纬度和经度(和所需的高度)。
图3是图示了服务器12的硬件配置示例的示图。
服务器12包括通信单元31、计算单元32、输入输出单元33和存储装置34。由于通信单元31至存储装置34与图2中的通信单元21至存储装置24类似地配置,因此将省略对其的描述。注意,作为通信单元31至存储装置34,可以采用具有比通信单元21至存储装置24更高的性能(诸如容量和处理速度)的那些。
<信息处理系统10的用例的示例>
图4是图示了信息处理系统10的用例的示例的示图。
在图4中,例如,用户想要将植物物种(植被)引入到用于构建(包括扩展)生态系统的目标的农田中,以提高土壤微生物组的物种多样性作为目标生态系统功能(的发挥)。
在这种情况下,用户操作终端11以输入将要引入到农田中的多个可能的植物物种和用于对土壤微生物组的物种多样性的提高进行高评价的评价方法。
终端11生成其中登记有作为通过用户的操作而输入的将要引入到农田中的多个可能的植物物种的生物物种列表和指示通过用户操作而输入的评价方法的评价方法信息,并且将评价方法信息发送到服务器12。
服务器12从终端11接收生物物种列表和评价方法信息。服务器12生成从登记在植物物种列表中的多个植物物种中选择的一个或多个植物物种的多个组合。服务器12针对生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种(植物物种)的主生物物种和作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示主生物物种与副生物物种之间的相互作用的相互作用网络。
此外,服务器12通过由评价方法信息指示的评价方法来评价针对每个组合的相互作用网络,并且根据评价将具有良好评价的组合决定为呈现组合,该呈现组合是将要呈现的植物物种的组合。
在这种情况下,通过对土壤微生物组的物种多样性的提高进行高评价的评价方法来评价相互作用网络,因此将用于提高土壤微生物组的物种多样性的组合决定为呈现组合。
服务器12生成将呈现组合进行呈现的呈现UI,并且将呈现UI发送到终端11。
终端11从服务器12接收呈现UI并且显示该呈现UI,由此将呈现组合向用户进行呈现。
在该情况下,该呈现组合是提高土壤微生物组的物种多样性的组合,并且因此,通过呈现该呈现组合,用户可以识别提高土壤微生物组的物种多样性的植物物种的组合。然后,通过将植物物种的这样的组合引入到农田中,可以提高农田中的土壤微生物组的物种多样性(构建其中土壤微生物组的物种多样性得以提高的生态系统)。
在信息处理系统10中,除了呈现用于提高土壤微生物组的物种多样性的组合之外,还可以呈现适合于发挥其他各种生态系统功能的生物物种的组合。
例如,信息处理系统10可以呈现提高调整服务的生物物种的组合。
例如,可以呈现抑制病原微生物(pathogenic microorganism)的活性和增殖的生物物种的组合。在该情况下,通过引入抑制病原微生物的生物物种的组合,可以减少病原微生物对有助于调整服务的生物物种的影响,并且提高调整服务。
另外,例如,可以呈现抑制害虫物种的生长的生物物种的组合。在该情况下,通过引入抑制害虫物种的增殖的生物物种的组合,可以抑制外源害虫物种的大量出现。因此,可以减少害虫物种对调整服务的影响,并且可以提高调整服务。
另外,例如,在信息处理系统10中,可以呈现在预定空间中(在海洋中)提高刺胞动物(诸如珊瑚、水母和海胆)和海藻(诸如昆布和裙带菜)的多样性的鱼类物种的组合。呈现提高刺胞动物和海藻的多样性的鱼类物种的组合可以有助于例如水产养殖中的生态系统构建型水产养殖业务和水族馆中的混合密集型水箱设计。
<终端11的第一功能配置示例>
图5是图示了终端11的第一功能配置示例的框图。
终端11的功能配置通过图2中的计算单元22执行程序而在功能上实现。
在图5中,终端11包括生物物种列表生成单元41、评价方法信息生成单元42、发送单元43、接收单元44、显示控制单元45和显示单元46。
例如,生物物种列表生成单元41根据用户对终端11的操作来生成其中登记有多个生物物种(名称)的生物物种列表,并且将生物物种列表提供给发送单元43。
用户可以通过操作终端11来输入任何生物物种作为将要登记在生物物种列表中的生物物种。例如,用户可以输入用户正在构建生态系统或者将要把其引入到用户将要构建生态系统的生长场所中的物种、存在于生长场所中的物种等作为将要登记在生物物种列表中的物种。
此外,诸如相机之类的传感器被安装在终端11上,并且可以由传感器来感测生长场所等。在该情况下,终端11的生物物种列表生成单元41可以识别存在于生长场所中的生物物种,并且通过对传感器的感测结果执行诸如图像识别之类的处理来生成其中登记有生物物种的生物物种列表。
评价方法信息生成单元42根据例如用户对终端11的操作来生成指示用于在服务器12中评价相互作用网络的评价方法的评价方法信息,并且将评价方法信息提供给发送单元43。
相互作用网络使用生物物种作为节点来表示生物物种之间的相互作用,并且在服务器12中构建该相互作用网络。
作为用于评价相互作用网络的评价方法,例如,可以采用用于对生物多样性的提高进行高评价的评价方法。此外,作为评价方法,例如,可以采用对表现出目标生态系统功能进行高评价的评价方法(诸如对抑制病原微生物进行高评价的评价方法)和关于生态系统的其他评价方法(用于评价生态系统的评价方法)。
通过操作终端11,用户可以例如根据用户的目的(诸如期望提高生物多样性)来指定评价方法。
发送单元43将各种类型的信息发送到服务器12、数据库13等。例如,发送单元43将来自生物物种列表生成单元41的生物物种列表和来自评价方法信息生成单元42的评价方法信息发送到服务器12。
接收单元44从服务器12、数据库13等接收各种类型的信息。例如,接收单元44接收从服务器12发送的呈现UI,并且将呈现UI提供给显示控制单元45。
显示控制单元45执行将图像显示在显示单元46上的显示控制。例如,显示控制单元45使显示单元46显示作为来自接收单元44的呈现UI的图像。
显示单元46根据显示控制单元45的显示控制来显示图像。
<服务器12的功能配置示例>
图6是图示了服务器12的功能配置示例的框图。
服务器12的功能配置通过图3中的计算单元32执行程序而在功能上实现。
在图6中,服务器12包括接收单元51、决定单元52、生成单元53和发送单元54。
接收单元51用作获取单元,该获取单元通过从终端11、数据库13等接收信息来获取各种类型的信息。例如,接收单元51接收从终端11发送的生物物种列表、评价方法信息等,并且将生物物种列表、评价方法信息等提供给决定单元52。此外,接收单元51从数据库13接收相互作用信息等,并且将相互作用信息等提供给决定单元52。
决定单元52通过使用从接收单元51提供的信息来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
例如,决定单元52通过从来自接收单元51的生物物种列表中登记的多个生物物种中选择一个或多个生物物种来生成生物物种的多个组合。
使用来自接收单元51的相互作用信息,决定单元52针对生物物种的多个组合中的每个组合,使用构成该组合的主生物物种和与主生物物种相互作用的副生物物种作为节点,构建表示主生物物种与副生物物种之间的相互作用的相互作用网络。
决定单元52通过由来自接收单元51的评价方法信息所指示的评价方法来评价相互作用网络。决定单元52根据对相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53。
生成单元53生成将来自决定单元52的呈现组合进行呈现的呈现UI,并且将呈现UI提供给发送单元54。
发送单元54将各种类型的信息发送到终端11、数据库13等。例如,发送单元54将来自生成单元53的呈现UI发送到已发送了用于生成呈现UI的生物物种列表和评价方法信息的终端11。
注意,这里,服务器12生成将呈现组合进行呈现的呈现UI,并且将呈现UI发送到终端11,以及终端11接收并且显示呈现UI。然而,在服务器12中,替代呈现UI,呈现组合(的信息)可以被发送到终端11,并且终端11可以接收呈现组合,生成将呈现组合进行呈现的呈现UI,并且显示呈现组合。在下文中,服务器12生成呈现UI并且将呈现UI发送到终端11,以及终端11接收并且显示呈现UI。
<信息处理系统10的处理的第一示例>
图7是图示了信息处理系统10的处理的第一示例的示图。
在终端11(图5)中,在步骤S11中,生物物种列表生成单元41根据用户的操作等生成生物物种列表,并且将生物物种列表提供给发送单元43。此外,在步骤S11中,评价方法信息生成单元42根据用户的操作生成评价方法信息,并且将评价方法信息提供给发送单元43。
在步骤S12中,发送单元43将生物物种列表和评价方法信息发送到服务器12。
在服务器12(图6)中,在步骤S21中,接收单元51接收从终端11发送的生物物种列表和评价方法信息,并且将生物物种列表和评价方法信息提供给决定单元52。
在步骤S22中,接收单元51访问数据库13,接收需要的信息(例如相互作用信息,包括引起(具有)与登记在生物物种列表中的生物物种的相互作用的其他生物物种的信息),并且将相互作用信息提供给决定单元52。
在步骤S23中,决定单元52通过从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择一个或多个生物物种来生成生物物种的多个组合。此外,决定单元52针对生物物种的多个组合中的每个组合,通过使用相互作用信息构建相互作用网络,该相互作用网络包括构成该组合的主生物物种和引起与主生物物种的相互作用的副生物物种作为节点。
相互作用网络包括主生物物种和副生物物种的信息(例如,生物物种的名称等)和相互作用的信息(例如,相互作用(的类型)的名称等)。
可以说,针对生物物种的组合构建的相互作用网络表示在引入生物物种的组合的情况下可以构建的生物物种植物区系(群)和构成生物物种植物区系(flora)的生物物种之间的相互作用。
因此,可以说,针对生物物种的组合构建相互作用网络预测了在引入生物物种的组合的情况下可以构建的生物物种植物区系。
在步骤S23中,决定单元52通过由评价方法信息所指示的评价方法来评价相互作用网络,根据评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53。
步骤S24中,生成单元53生成将来自决定单元52的呈现组合进行呈现的呈现UI,并且将呈现UI提供给发送单元54。
例如,生成单元53可以生成名称图像或网络图像作为呈现UI,该名称图像以列表格式等呈现构成呈现组合的生物物种的名称,该网络图像呈现针对呈现组合的相互作用网络。此外,生成单元53可以生成例如包括名称图像和网络图像二者的图像作为呈现UI。
在步骤S25中,发送单元54将呈现UI发送到终端11。
在终端11(图5)中,在步骤S13中,接收单元44接收从服务器12发送的呈现UI,并且将呈现UI提供给显示控制单元45。
在步骤S14中,显示控制单元45使显示单元46显示作为呈现UI的图像。
如上所述,服务器12针对从生物物种列表中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,构建包括构成该组合的主生物物种和引起与主生物物种的相互作用的副生物物种作为节点的相互作用网络,并且根据通过由评价方法信息所指示的关于生态系统的评价方法来评价相互作用网络而获得的对相互作用网络的评价,决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
因此,从登记在生物物种列表中的生物物种的组合中,可以提供具有关于相互作用网络的生态系统的良好评价的生物物种的组合,即,适合于构建目标生态系统的生物物种的组合。
例如,用户可以通过操作终端11等,使生物物种列表生成单元41生成其中登记有仅存在于构建生态系统的生长场所中的生物物种或者仅将要被引入(试图被引入)到生长场所中的生物物种的生物物种列表。此外,例如,可以使生物物种列表生成单元41生成其中登记有存在于构建生态系统的生长场所中的生物物种和将要被引入到生长场所中的生物物种两者的生物物种列表。
例如,在生成其中登记有仅存在于生长场所中的生物物种的生物物种列表的情况下,提供从已经仅存在于生长场所中的生物物种中选择的生物物种的组合作为呈现组合。在该情况下,基于呈现组合,可以构建如下生态系统:尽可能多地利用生长场所的当前状态,例如,存在于作为生长场所的土地和空间中的生物物种,诸如植物和微生物组。
注意,用于评价相互作用网络的评价方法可以预先在服务器12中设定。在通过服务器12中预设的评价方法来评价相互作用网络的情况下,不需要将评价方法信息从终端11发送到服务器12,并且可以将终端11配置成不包括评价方法信息生成单元42。
<决定单元52的第一配置示例>
图8是图示了图6中的决定单元52的第一配置示例的框图。
在图8中,决定单元52包括组合生成单元71、网络构建单元72、评价单元73和选择单元74。
将生物物种列表从接收单元51提供给组合生成单元71。
组合生成单元71从登记在生物物种列表中的生物物种中生成将要被搜索相互作用的生物物种(主生物物种)的多个组合。例如,组合生成单元71从登记在生物物种列表中的生物物种中生成N个组合作为相互作用搜索的目标,这N个组合是一个或多个生物物种的全部组合。组合生成单元71将生物物种的全部N个组合提供给网络构建单元72。
将生物物种的组合从组合生成单元71提供到网络构建单元72,并且从接收单元51提供相互作用信息。
网络构建单元72针对来自组合生成单元71的生物物种的全部N个组合中的每个组合,通过使用相互作用信息,通过搜索由构成该组合的主生物物种引起的与其他生物物种的相互作用、以及作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种,构建表示在主生物物种与副生物物种之间发生的相互作用的相互作用网络。
例如,网络构建单元72顺序地选择来自组合生成单元71的生物物种的全部N个组合作为所关注的组合。然后,网络构建单元72通过使用相互作用信息,搜索由构成所关注的组合的主生物物种引起的与其他生物物种的相互作用、以及引起与主生物物种的相互作用的副生物物种。此外,网络构建单元72构建包括表示生物物种(主生物物种和副生物物种)的节点和表示生物物种之间的相互作用(主生物物种与副生物物种之间的相互作用)的链接的相互作用网络,并且将相互作用网络提供给评价单元73。
向评价单元73提供针对来自网络构建单元72的生物物种的全部N个组合中的每个组合的相互作用网络,并且还向评价单元73提供来自接收单元51的评价方法信息。
评价单元73根据作为来自外部的输入的来自终端11的评价方法信息来设定用于评价相互作用网络的评价方法,并且通过该评价方法来评价针对生物物种的全部N个组合中的每个组合的相互作用网络。
例如,评价单元73根据由评价方法信息所指示的评价方法来设定评价分数的计算公式,并且根据该计算公式来计算相互作用网络的评价分数。注意,这里,评价分数越大,评价越好。
评价单元73将针对生物物种的全部N个组合中的每个组合的相互作用网络的评价分数提供给选择单元74。
选择单元74从针对来自评价单元73的生物物种的全部N个组合的相互作用网络的评价分数中检测最佳评价分数(最大值)。选择单元74从生物物种的全部N个组合中选择针对其中获得最佳评价分数的相互作用网络的组合,将该组合决定为呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53(图6)。
如上所述,决定单元52从登记在生物物种列表中的生物物种中生成生物物种的多个组合(例如,全部N个组合),并且将来自全部N个组合中的具有相互作用网络的最佳评价分数的组合决定为呈现组合。
在该情况下,从通过用户操作终端11而输入的多个生物物种的任何组合中,将通过由评价方法信息所指示的评价方法而获得的具有关于生态系统的最佳评价的组合决定为呈现组合。
因此,根据呈现组合,可以从用户想要引入到生长场所中的多个生物物种中提供通过由评价方法信息所指示的评价方法而获得的具有关于生态系统的最佳评价的组合。
此外,由于呈现组合是显式呈现的,因此用户有动力来主动(自主)引入呈现组合。此外,通过实际引入构成呈现组合的生物物种,可以有效地构建目标生态系统。
<评价方法信息>
图9是图示了指示用于评价相互作用网络的评价方法的评价方法信息的示例的示图。
在终端11(图5)中,评价方法信息生成单元42根据用户对终端11的操作来生成指示用于评价相互作用网络的评价方法的评价方法信息。
在服务器12(图8)中,评价单元73将相互作用网络的评价方法设定为由评价方法信息所指示的评价方法,并且通过该评价方法来评价相互作用网络。
因此,用户可以通过操作终端11来指定用于获得适合于(构建)目标生态系统的生物物种的组合的评价方法。
例如,可以指定用于根据相互作用网络中的副生物物种的数量(物种多样性)来执行评价的评价方法、或用于根据相互作用网络中具有特定属性的生物物种的数量来执行评价的评价方法。此外,例如,可以指定用于根据相互作用网络的密度(链接数量)来执行评价的评价方法、用于根据相互作用网络中的特定类型的相互作用的数量来执行评价的评价方法等。
在对相互作用网络的评价中,评价单元73根据评价方法信息来参考存储在数据库13中的需要信息。
例如,在评价方法信息指示用于根据相互作用网络中具有特定属性的生物物种的数量来执行评价的评价方法的情况下,评价单元73参考存储在数据库13中的生物分类信息。因此,评价单元73识别构成相互作用网络的生物物种的属性,并且对相互作用网络中具有特定属性的生物物种的数量进行计数。然后,评价单元73根据具有特定属性的生物物种的数量来评价相互作用网络。
在评价单元73中,在相互作用网络的评价方法的设定中,例如,根据由评价方法信息所指示的评价方法来设定评价分数的计算公式。
例如,在用户操作终端11以输入构建生态系统的目的是确保人类健康安全性的情况下,评价方法信息生成单元42生成指示如下评价方法的评价方法信息,在该评价方法中,随着对健康造成有害影响的特定微生物物种(诸如病原微生物)的数量减少而获得高评价,以便确保人类健康安全性。
评价单元73根据由评价方法信息所指示的评价方法来设定用于随着特定微生物物种的数量越小而计算出越大评价分数的计算公式,并且根据该计算公式来计算相互作用网络的评价分数。
<决定单元52的第一配置示例的处理>
图10是图示了决定单元52的第一配置示例的处理的示例的示图。
在决定单元52(图8)中,在步骤S31中,组合生成单元71从来自终端11的生物物种列表中登记的物种中生成将要被搜索相互作用的一个或多个生物物种(主生物物种)的多个组合,并且将这些组合提供给网络构建单元72。
在图10中,生物物种A、B、C、...被登记在生物物种列表中,并且从登记在这样的生物物种列表中的生物物种A、B、C、...中生成一个或多个生物物种的全部组合。即,生成仅生物物种A的组合#1、...、和生物物种A至C的组合#n...中的生物物种的全部N个组合。
在步骤S32中,网络构建单元72通过使用来自数据库13的相互作用信息,针对来自组合生成单元71的生物物种的全部N个组合中的每个组合,构建相互作用网络。
在相互作用信息中,两个生物物种(即,生物物种和引起与该生物物种的相互作用的其他生物物种)与在这两个生物物种之间发生的相互作用相关联。
在图10中,数据库13存储相互作用信息,该相互作用信息指示生物物种A处于其中生物物种A寄生于其他生物物种a的寄生关系,生物物种A处于其中生物物种A与其他生物物种b一起生活的共生关系,生物物种A处于其中抑制其他生物物种c的生长的生长抑制关系等。
网络构建单元72顺序地选择来自组合生成单元71的生物物种的全部N个组合作为所关注的组合。此外,网络构建单元72通过使用相互作用信息搜索由构成所关注的组合的主生物物种引起的与其他生物物种的相互作用、以及引起与主生物物种的相互作用的副生物物种。
然后,网络构建单元72构建包括表示生物物种(主生物物种和副生物物种)的节点和表示生物物种之间的相互作用(主生物物种与副生物物种之间的相互作用)的链路的相互作用网络,并且将相互作用网络提供给评价单元73。
在图10中,例如,对于仅主生物物种A的组合#1,构建如下相互作用网络:通过表示相互作用的链路来连接主生物物种A的节点和引起与主生物物种A的相互作用的副生物物种a至c的节点中的每个节点。这里,在图10中,主生物物种的节点用黑色圆圈来表示,并且副生物物种的节点用白色圆圈来表示。这类似地应用于以下附图。
在图10中,例如,构建如下相互作用网络:针对生物物种A至C的组合#n,通过链路来连接主生物物种A的节点和引起与主生物物种A的相互作用的副生物物种a至c的节点。此外,在图10中,构建如下相互作用网络:通过链路来连接主生物物种B的节点和引起与主生物物种B的相互作用的副生物物种c至f和C的节点中的每个节点。
注意,在生物物种A至C的组合#n中,主生物物种B和C引起相互作用,并且也是作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种。
此外,这里,网络构建单元72搜索直接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种,但是网络构建单元72也可以搜索例如间接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种。
即,在网络构建单元72中,除了直接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种之外,还可以搜索直接引起与副生物物种的相互作用的其他生物物种。
然而,如果还搜索间接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种,则相互作用网络的规模和处理所需的计算成本变得巨大。因此,可以考虑处理所需的计算成本来设定是否搜索间接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种。
在下文中,在相互作用网络的构建中,搜索直接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种,并且不搜索间接引起与主生物物种的相互作用的副生物物种。
在步骤S33中,评价单元73根据来自终端11的评价方法信息来设定评价分数的计算公式。然后,评价单元73根据计算公式来计算针对生物物种的全部N个组合中的每个组合的相互作用网络的评价分数,并且将评价分数提供给选择单元74。
在图10中,在相互作用网络中,设定了用于计算引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的多样性(即,副生物物种的数量(白色圆圈的数量))作为评价分数的计算公式,并且根据该计算公式来计算评价分数。
在步骤S34中,选择单元74从针对来自评价单元73的生物物种的全部N个组合中的每个组合的相互作用网络的评价分数中检测最佳评价分数。选择单元74从生物物种的全部N个组合中选择针对其中获得最佳评价分数的相互作用网络的组合,并且将所选择的组合决定为呈现组合。
在图10中,针对生物物种A至C的组合#n的相互作用网络的评价分数是最佳的,并且将生物物种A至C的组合#n决定为呈现组合。
<终端11的第二功能配置示例>
图11是图示了终端11的第二功能配置示例的框图。
注意,在附图中,与图5中的组件对应的组件被赋予相同的参考标记,并且在下文中适当地省略对其的说明。
在图11中,终端11包括生物物种列表生成单元41至显示单元46和限制信息生成单元81。
因此,图11的终端11与图5的情况的共同之处在于设置了生物物种列表生成单元41至显示单元46,并且与图5的情况的不同之处在于新设置了限制信息生成单元81。
限制信息生成单元81例如根据用户对终端11的操作来生成限制信息,并且将限制信息提供给发送单元43。
因此,在图11中,类似于来自生物物种列表生成单元41的生物物种列表和来自评价方法信息生成单元42的评价方法信息,发送单元43将来自限制信息生成单元81的限制信息发送到服务器12。
限制信息是限制相互作用网络的构建的信息。
作为限制信息,例如,可以采用限制以下各项中的一者或二者的信息:将要被搜索相互作用的主生物物种、和将要被搜索的作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种。例如,可以采用指示将要被搜索或将要不被搜索的生物物种的生物分类的信息作为限制信息。
在服务器12中,将要被搜索的主生物物种和副生物物种中的一者或二者被限制为属于由限制信息所指示的生物分类的生物物种、或除了属于由限制信息所指示的生物分类的生物物种之外的生物物种。
例如,在限制信息指示将要被搜索相互作用的主生物物种(构成组合的生物物种)被限制为植物物种的情况下,用于生物物种的组合的生物物种(主生物物种)被限制为登记在物物种列表中的生物物种当中的植物物种。在该情况下,仅使用登记在生物物种列表中的生物物种当中的植物物种来生成生物物种的组合。
此外,例如,在限制信息指示将要被搜索的作为引起与主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种被限制为除了微生物物种之外的生物物种的情况下,用于构建相互作用网络的其他生物物种(副生物物种)被限制为除了微生物物种之外的生物物种。在该情况下,仅使用除了微生物物种之外的生物物种作为副生物物种来构建相互作用网络。
另外,可以采用用于限制相互作用的信息作为限制信息。例如,可以采用指示被许可或被禁止用于构建相互作用网络的相互作用的信息作为限制信息。
由将要用于构建相互作用网络的限制信息所允许的相互作用也被称为许可的相互作用,并且由将要用于构建相互作用网络的限制信息所禁止的相互作用也被称为禁止的相互作用。
在服务器12中,根据限制信息,用于构建相互作用网络的相互作用被限制为仅许可的相互作用或仅除了禁止的相互作用之外的相互作用。
<决定单元52的第二配置示例>
图12是图示了图6中的决定单元52的第二配置示例的框图。
图12图示了在终端11被如图11中所示地配置的情况下的决定单元52的配置示例。
注意,在附图中,与图8的情况下的部分对应的部分由相同的参考标记来表示,并且下面将适当地省略对其的描述。
在图12中,决定单元52包括评价单元73、选择单元74、组合生成单元91和网络构建单元92。
因此,图12的决定单元52与图8的情况的共同之处在于,设置了评价单元73和选择单元74。然而,图12中的决定单元52与图8的情况的不同之处在于,分别设置了组合生成单元91和网络构建单元92,以替代组合生成单元71和网络构建单元72。
在图12中,在服务器12的接收单元51中,不仅从终端11接收生物物种列表和评价方法信息,而且接收限制信息,并且将其提供给决定单元52。此外,在接收单元51中,除了从数据库13接收的相互作用信息之外,还接收生物分类信息,并且将其提供给决定单元52。
组合生成单元91与组合生成单元71的共同之处在于,从登记在生物物种列表中的生物物种中生成生物物种的组合。然而,组合生成单元91与组合生成单元71的不同之处在于,根据限制信息来限制构成组合的主生物物种。
例如,组合生成单元91通过使用生物分类信息来识别登记在生物物种列表中的生物物种的生物分类。组合生成单元91从生物物种列表中删除属于由限制信息所指示的生物分类或除了由限制信息所指示的生物分类之外的生物分类的生物物种。
组合生成单元91通过使用通过删除由限制信息所指示的生物分类或除了由限制信息所指示的生物分类之外的生物分类中的生物物种而获得的删除后的生物物种列表来生成生物物种的组合,并且将该组合提供给网络构建单元92。
因此,构成组合的主生物物种(即,在后续阶段中的网络构建单元92中的相互作用的搜索的目标)被限制为属于除了由限制信息所指示的生物分类之外的生物分类或由限制信息所指示的生物分类的生物物种。
注意,关于是从生物物种列表中删除属于由限制信息所指示的生物分类的生物物种还是属于除了由限制信息所指示的生物分类之外的生物分类的生物物种的指令可以被包括在限制信息中。
网络构建单元92与网络构建单元72的共同之处在于,针对来自组合生成单元91的主生物物种的组合,使用相互作用信息来搜索由构成该组合的主生物物种引起的相互作用和引起与主生物物种的相互作用的副生物物种,并且构建相互作用网络。然而,网络构建单元92与网络构建单元72的不同之处在于,根据限制信息来限制将要被搜索的副生物物种。
网络构建单元92搜索引起与构成组合的主生物物种的相互作用的副生物物种,排除了属于由限制信息所表示的生物分类或除了由限制信息所表示的生物分类之外的生物分类的生物物种。
因此,副生物物种仅被限制为属于除了由限制信息所指示的生物分类之外的生物分类或由限制信息所指示的生物分类的生物物种。
注意,在搜索副生物物种时,关于是排除属于由限制信息所指示的生物分类的生物物种还是排除属于除了由限制信息所指示的生物分类之外的生物分类的生物物种的指令可以被包括在限制信息中。
在如上所述搜索副生物物种之后,网络构建单元92构建具有主生物物种和副生物物种作为节点的相互作用网络,并且将相互作用网络提供给评价单元73。
如上所述,在服务器12中,根据按照用户的操作而生成的限制信息,限制将要被搜索的主生物物种和副生物物种中的一者或二者。因此,用户可以根据目标生态系统的构建计划、情形、可行性、生物物种的可用性等来限制将要被搜索的主生物物种和副生物物种。结果,可以根据构建生态系统的场所的运作来获得灵活的呈现组合。
例如,通过将主生物物种和副生物物种中的一者或二者限制为“高移动性”生物分类(功能分类)的生物物种,可以预期可以获得用于构建与周围生态系统具有高栖息地连通性的生物群落的适当呈现组合。
注意,在图12中,假设限制信息是限制将要被搜索的主生物物种和副生物物种中的一者或二者的信息。然而,作为限制信息,可以采用指示许可的相互作用或禁止的相互作用的信息,如参考图11所描述的。
在限制信息是指示许可的相互作用或禁止的相互作用的信息的情况下,在网络构建单元92中,根据限制信息,用于构建相互作用网络的相互作用被限制为仅许可的相互作用或除了仅禁止的相互作用之外的相互作用。
<决定单元52的第三配置示例>
图13是图示了图6中的决定单元52的第三配置示例的框图。
注意,在附图中,与图8的情况下的部分对应的部分由相同的参考标记来表示,并且下面将适当地省略对其的描述。
在图13中,决定单元52包括组合生成单元71至选择单元74和排序单元111。
因此,图13中的决定单元52与图8的情况的共同之处在于,设置了组合生成单元71至选择单元74。然而,图13的决定单元52与图8的情况的不同之处在于,新设置了排序单元111。
在图13中,在服务器12的接收单元51中,除了从数据库13接收的相互作用信息之外,还接收生物分类信息,并且将其提供给决定单元52。
从接收单元51向排序单元111提供来自终端11的评价方法信息和来自数据库13的生物分类信息,并且从选择单元74提供针对呈现组合的相互作用网络。
排序单元111根据针对呈现组合的相互作用网络对构成呈现组合的主生物物种进行排序。
这里,来自终端11的评价方法信息可以包括指示用于对构成呈现组合的主生物物种进行排序的排序方法的信息以及指示用于评价相互作用网络的评价方法的信息。
可以由评价方法信息生成单元42根据例如用户对终端11的操作来生成包括指示排序方法的信息的评价方法信息。
作为排序方法,例如,可以采用如下方法:根据将要被排序的主生物物种在相互作用网络中的中心性,将主生物物种排序为随着中心性越高而排序越高。
相互作用网络中的中心性包括中介中心性、邻近中心性和阶数(order)中心性。阶数中心性由节点的度(即,(直接)连接到该节点的链接的数量)来表示。邻近中心性由从该节点到每个其他节点的距离的平均值来表示。在采用连接两个节点的最短路径的情况下,这两个节点之间的距离由经过的链接的数量来表示。中介中心性由在连接除了所关注的节点之外的两个节点的最短路径当中经过所关注的节点的最短路径的比率来表示。
此外,作为排序方法,例如,可以采用如下方法:根据所包括的引起与将要被排序的主生物物种的特定类型的相互作用的副生物物种的数量,数量越大,排序越高。
此外,作为排序方法,例如,根据引起与将要被排序的主生物物种的相互作用的特定生物分类的副生物物种的数量,可以采用随着副生物物种的数量越大而排序越高的方法。
此外,作为排序方法,例如,可以采用根据特定生物分类的其他生物物种是否直接或间接地与将要被排序的主生物物种发生特定相互作用进行排序的方法。例如,根据针对病原体微生物发生用于直接或间接地抑制生长的相互作用的情况的数量,可以采用随着数量越大而病原微生物的排序越高的方法。
在采用根据引起与将要被排序的主生物物种的相互作用的特定生物分类的副生物物种的数量执行排序的排序方法的情况下,在排序单元111中使用生物分类信息来识别副生物物种的生物分类。
用户可以通过操作终端11来指定期望的排序方法。例如,在用户想要识别相互作用网络上的主生物物种的重要性的情况下,用户可以指定如下排序方法:根据相互作用网络中的中心性,中心性越高,排序越高。
排序单元111向选择单元74提供排序信息,该排序信息指示通过对构成呈现组合的主生物物种进行排序而获得的主生物物种的排序。
选择单元74将来自排名单元111的排序信息与呈现组合一起提供给生成单元53(图6)。
在该情况下,生成单元53可以生成将呈现组合进行呈现的呈现UI(在下文中,它也被称为经排序的呈现UI),使得可以识别由构成呈现组合的主生物物种的排序信息所表示的排序。
注意,可以预先在服务器12中设定排序方法,并且排序单元111可以通过预先在服务器12中设定的排序方法来执行排序。
图14是图示了由排序单元111对构成呈现组合的主生物物种进行排序的示例的示图。
在图14中,呈现组合是主生物物种A至C的组合。此外,构建了如下相互作用网络:针对呈现组合,通过链接来连接主生物物种A的节点和引起与主生物物种A的相互作用的副生物物种a至c的节点。此外,已构建了如下相互作用网络:通过链接来连接主生物物种B的节点和引起与主生物物种B的相互作用的副生物物种c至f和C的节点中的每个节点。
在图14中,根据相互作用网络中的阶数中心性来执行排序,并且对构成呈现组合的主生物物种A至C进行排序。
主生物物种A至C的阶数中心性(即,所连接的链接的数量)分别是三个、五个和一个,并且按链接的数量的降序,主生物物种B的顺序是第一,主生物物种A的顺序是第二,并且主生物物种C的顺序是第三。
作为经排序的呈现UI,例如,可以采用如图14中所示的呈现针对呈现组合的相互作用网络的网络图像和呈现主生物物种的排序的图像。
另外,作为经排序的呈现UI,例如,可以采用如下图像等:在针对呈现组合的相互作用网络中,在主生物物种的节点附近排序主生物物种。
将经排序的呈现UI从发送单元54发送到终端11并且显示,由此用户可以例如在构建目标生态系统时识别主生物物种的重要性、有效性等。然后,用户可以根据主生物物种的重要性等,确定将要在构建生态系统时执行的动作,并且确认在构建生态系统时执行的动作(管理)的适当性。
例如,在构成呈现组合的主生物物种的数量(即,为了构建目标生态系统而将要引入的适当的主生物物种的数量)大、并且从预算等的角度来看难以引入构成呈现组合的全部主生物物种的情况下,可以在落入预算的范围内按照排序的降序来决定将要引入的主生物物种。替选地,可以决定随着主生物物种的顺序越高,将要引入的个体的数量增加。
此外,例如,在已经引入了构成呈现组合的主生物物种的一部分的情况下,如果已经引入的主生物物种的顺序高,则可以确认主生物物种的引入更合适。
<呈现UI>
图15是图示了呈现UI的显示示例的示图。
图15图示了作为呈现UI的名称图像和网络图像。
在名称图像中,在垂直方向上列出了登记在生物物种列表中的物种的名称,并且对构成呈现组合的物种赋予圆圈。此外,在名称图像中,设置了用于选择将要成为相互作用网络的组成部分的生物物种的选择字段。
例如,可以采用诸如复选框、单选按钮、拨动开关等UI作为选择字段。在图15中,采用复选框作为选择字段,并且作为相互作用网络的组成部分的生物物种被选中。
网络图像是针对呈现组合构建的相互作用网络的图像。在图15中,生物物种A至C的组合是呈现组合,并且显示针对这样的呈现组合构建的相互作用网络的网络图像。
在相互作用网络中,通过链接来连接主生物物种A的节点和引起与主生物物种A的相互作用的副生物物种a至c的节点。此外,通过链接来连接主生物物种B的节点和引起与主生物物种B的相互作用的副生物物种c至f和C的节点。
针对呈现UI,可以执行生物物种选择操作、过滤操作、聚类操作等。
生物物种的选择操作例如是通过向复选框添加或者从复选框中删除复选项来单独地选择或不选择将要成为呈现组合的组成部分的生物物种的操作。
过滤操作是用于在选择将要成为呈现组合的组成部分的生物物种的情况下集体地选择具有诸如树木之类的特定属性的生物物种的操作。过滤操作可以包括指示向呈现组合的组成部分添加或者从呈现组合的组成部分中去除在过滤操作中选择的属性的生物物种的操作。
例如,当用户执行过滤操作以去除树木的属性的生物物种时,在呈现UI中呈现针对通过从呈现组合中排除树木的属性的生物物种而获得的生物物种的组合的相互作用网络的网络图像。
聚类操作是用于在呈现UI中聚类和呈现特定属性的生物物种的操作。例如,当用户将树木指定为特定属性并且执行聚类操作时,在呈现UI中以与其他生物物种不同的颜色(例如,红色等)来呈现树木的生物物种。
图16是图示了在对呈现UI执行操作的情况下显示的呈现UI的显示示例的示图。
在用户对呈现UI中呈现的呈现组合执行操作的情况下,在服务器12中,根据该操作来重构针对该操作之后的呈现组合的相互作用网络。然后,生成呈现重构后的相互作用网络(该操作之后的呈现组合)的呈现UI,以及将其从服务器12发送到终端11并且显示。
图16图示了呈现如上所述地显示的重构之后的相互作用网络的呈现UI的显示示例。
换句话说,图16图示了在如下情况下呈现重构之后的相互作用网络的呈现UI:针对图15的呈现UI中呈现的呈现组合,执行用于取消选择作为呈现组合的组成部分的生物物种B的选择操作。
在图16的呈现UI中,响应于用于取消选择生物物种B的选择操作,名称图像中的生物物种B被取消选中。
此外,在图16的呈现UI中,呈现针对作为选择在操作之后的呈现组合的生物物种A和C的组合而重构的相互作用网络的网络图像。
如上所述,根据用户对呈现UI中呈现的呈现组合的操作,重构针对在操作之后的呈现组合的相互作用网络。然后,生成并且显示呈现重构后的相互作用网络的呈现UI。
因此,用户可以交互地改变构成呈现组合的生物物种,并且确认针对改变后的呈现组合的相互作用网络。结果,可以帮助用户理解由相互作用网络表达的事项,例如,与生物物种直接或间接地发生的相互作用、直接或间接地施加相互作用的生物物种等。
此外,例如,用户可以将在图15中的生物物种A至C的组合是呈现组合的情况下的呈现UI与在图16中的生物物种B没有被包括在呈现组合中的情况下的呈现UI进行比较。这使得可以准确地理解在引入或不引入生物物种B的情况下的影响。
图17是图示了根据用户对由呈现UI呈现的呈现组合的操作而执行的信息处理系统10的处理的示例的示图。
在终端11(图5)(图11)中,在步骤S41中,生物物种列表生成单元41根据用户对呈现UI中呈现的呈现组合的操作,生成其中登记有构成在操作之后的呈现组合的生物物种的生物物种列表,并且将生物物种列表提供给发送单元43。
在步骤S42中,发送单元43将生物物种列表发送到服务器12。
在服务器12(图6)中,在步骤S51中,接收单元51接收从终端11发送的生物物种列表,并且将生物物种列表提供给决定单元52。
在步骤S52中,与图7的步骤S22中一样,接收单元51访问数据库13,接收诸如相互作用信息之类的需要信息,并且将该信息提供给决定单元52。
在步骤S53中,决定单元52针对具有作为组成部分的登记在生物物种列表中的生物物种的组合(即,在用户的操作之后的呈现组合)来重构相互作用网络,并且将重构后的相互作用网络提供给生成单元53。
在步骤S54中,生成单元53生成包括针对在操作之后的呈现组合的相互作用网络(即,来自决定单元52的在重构之后的相互作用网络)的网络图像的新的呈现UI,作为呈现在用户的操作之后的呈现组合的呈现UI,并且将新的呈现UI提供给发送单元54。
在步骤S55中,发送单元54将新的呈现UI发送到终端11。
在终端11中,在步骤S43中,接收单元44接收从服务器12发送的新的呈现UI,并且将呈现UI提供给显示控制单元45。
在步骤S44中,显示控制单元45使显示单元46显示作为新的呈现UI的图像,即,在用户的操作之后的呈现组合的名称图像和针对呈现组合的相互作用网络的网络图像。
在信息处理系统10中,每当对由呈现UI呈现的呈现组合执行操作时,执行以上处理。
因此,每当用户对呈现UI中呈现的呈现组合执行操作时,重构针对在操作之后的呈现组合的相互作用网络,并且显示呈现在重构之后的相互作用网络等的呈现UI。
因此,用户可以在将要成为呈现组合的组成部分的生物物种改变之后交互地确认相互作用网络。
<信息处理系统10的处理的第二示例>
图18是图示了信息处理系统10的处理的第二示例的示图。
在终端11(图5)(图11)中,在步骤S71中,生物物种列表生成单元41根据用户的操作来生成生物物种列表,并且评价方法信息生成单元42生成评价方法信息,与图7中的步骤S11中一样。
此外,在步骤S71中,生物物种列表生成单元41根据用户的操作等生成附加列表。
附加列表是其中登记有将要添加到从生物物种列表中选择的生物物种的多个组合中的生物物种的列表,并且例如,类似于生物物种列表,生物物种列表生成单元41根据用户的操作来生成附加列表。
用户可以通过操作终端11来指定任何生物物种作为将要登记在附加列表中的生物物种。例如,用户可以指定存在于同一场所中的生物物种(诸如存在于构建或将要构建目标生态系统的生长场所中的生物物种)作为将要登记在附加列表中的生物物种。
此外,感测生物物种的传感器(诸如相机)被安装在终端11上,并且可以由传感器感测生长场所等。在该情况下,终端11的生物物种列表生成单元41可以识别存在于生长场所中的生物物种,并且通过对传感器的感测结果执行诸如图像识别之类的处理来生成其中登记有生物物种的附加列表。
在使用附加列表的情况下,例如,用户可以操作终端11,使得将要被引入到生长场所中的物种被登记在生物物种列表中,并且存在于生长场所中的物种被登记在附加列表中。
由生物物种列表生成单元41生成的生物物种列表和附加列表以及由评价方法信息生成单元42生成的评价方法信息被提供给发送单元43。
在步骤S72中,发送单元43将生物物种列表、附加列表和评价方法信息发送到服务器12。
在服务器12(图6)中,在步骤S81中,接收单元51接收从终端11发送的生物物种列表、附加列表和评价方法信息,并且将它们提供给决定单元52。
在步骤S82中,与图7的步骤S22中一样,接收单元51访问数据库13,接收诸如相互作用信息之类的需要信息,并且将该信息提供给决定单元52。
在步骤S83中,决定单元52通过从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择生物物种来生成生物物种的多个组合。然后,决定单元52通过将登记在附加列表中的生物物种添加到生物物种的多个组合中的每个组合来生成生物物种的多个附加组合。
注意,在存在附加列表的情况下,从生物物种列表生成的生物物种的组合可以包括零个生物物种的组合,即,空集合的组合。在该情况下,附加组合是仅登记在附加列表中的生物物种的组合。
使用相互作用信息,决定单元52针对生物物种的多个附加组合中的每个附加组合,构建包括构成附加组合的主生物物种和引起与主生物物种的相互作用的副生物物种作为节点的相互作用网络。
决定单元52通过由评价方法信息所指示的评价方法来评价相互作用网络,根据评价从多个附加组合中决定呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53。
注意,决定单元52可以将附加组合确定为呈现组合,或者可以将通过从附加组合中去除登记在附加列表中的生物物种而获得的组合(即,从生物物种列表生成的组合)确定为呈现组合。
此后,在步骤S84和S85中,服务器12执行与图7中的步骤S24和S25中的处理类似的处理。
此外,在步骤S73和S74中,终端11执行与图7中的步骤S13和S14中的处理类似的处理。
如上所述,终端11显示呈现从多个附加组合中决定的呈现组合的呈现UI,这多个附加组合是通过将登记在附加列表中的生物物种添加到从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择的生物物种的多个组合而获得的。
图19是图示了针对通过将登记在附加列表中的物种添加到从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择的物种的组合而获得的附加组合的相互作用网络的示例的示图。
例如,假设三个生物物种A至C被登记在生物物种列表中,并且三个物种α至γ被登记在附加列表中。
图19图示了针对两个附加组合中的每个组合的相互作用网络。
第一附加组合是通过将登记在附加列表中的三个生物物种α至γ添加到登记在生物物种列表中的仅一个生物物种A的组合而获得的组合。
这里,除了构成从登记在生物物种列表中的生物物种中选择的生物物种的组合的生物物种之外,构成通过将登记在附加列表中的生物物种添加到该组合而获得的附加组合的生物物种也被适当地称为主生物物种。
在针对第一附加组合的相互作用网络中,通过链接来连接主生物物种A的节点和引起与主生物物种A的相互作用的副生物物种a至c和α的节点中的每个节点。
此外,通过链接来连接主生物物种β的节点和引起与主生物物种β的相互作用的副生物物种B的节点,并且通过链接来连接主生物物种γ的节点和引起与主生物物种γ的相互作用的副生物物种C的节点。
在图19中,登记在附加列表中的生物物种的节点由带阴影的圆圈来表示。
作为针对第一附加组合的相互作用网络中的副生物物种的生物物种B和C也是登记在生物物种列表中的生物物种(主生物物种)。
第二附加组合是通过将登记在附加列表中的三个生物物种α至γ添加到登记在生物物种列表中的三个生物物种A至C的组合而获得的组合。
在针对第二附加组合的相互作用网络中,通过链接来连接主生物物种A的节点和引起与主生物物种A之间的相互作用的副生物物种a至c和α的节点中的每个节点。
此外,通过链接来连接主生物物种B的节点和与主生物物种B进行相互作用的副生物物种c至f、C和β的节点,并且通过链接来连接主生物物种C的节点和引起与主生物物种C的相互作用的副生物物种γ的节点。
如上所述,生成通过将登记在附加列表中的生物物种添加到从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择的生物物种的组合而获得的多个附加组合。然后,根据对相互作用网络的评价,从多个附加组合中决定呈现组合。
在该情况下,呈现组合可以包括登记在附加列表中的生物物种。
因此,例如,在存在用户强烈期望引入到生长场所中的生物物种的情况下,通过将该生物物种登记在附加列表中来提供包括用户强烈期望引入的生物物种的呈现组合。结果,可以构建其中引入了用户强烈期望引入的生物物种的生态系统。
此外,例如,存在于生长场所中的生物物种被登记在附加列表中,由此提供包括存在于生长场所中的生物物种的呈现组合。结果,可以构建如下生态系统:尽可能多地利用生长场所的当前状态,例如,存在于作为生长场所的土地和空间中的生物物种,诸如植物和微生物组。
<信息处理系统10的处理的第三示例>
图20是图示了信息处理系统10的处理的第三示例的示图。
在步骤S111和S112以及步骤S121中,执行与图7中的步骤S11和S12以及步骤S21中的处理类似的处理。
在步骤S122中,在服务器12(图6)中,接收单元51访问数据库13,接收诸如相互作用信息之类的需要信息,并且将该信息提供给决定单元52。
这里,在图7的步骤S22中由接收单元51从数据库13接收的信息至少包括相互作用信息。
另一方面,在步骤S122中由接收单元51从数据库13接收的信息除了相互作用信息之外,还至少包括生物物种名称信息。在生物物种列表中存在以通用名称登记的生物物种的情况下,在步骤S122中由接收单元51从数据库13接收的生物物种名称信息是至少包括通用名称的生物物种名称信息。
在步骤S123中,在生物物种列表中存在以通用名称登记的生物物种的情况下,决定单元52使用生物物种名称信息将通用名称转换成学名。
此后,在步骤S124至S126以及步骤S113和S114中,执行与图7中的步骤S23至S25以及步骤S13和S14中的处理类似的处理。
因为学名是世界上共通的赋予给生物分类组的名称,因此学名用于描述关于生物物种的信息,诸如存储在数据库13中的相互作用信息。
另一方面,并非专家的用户很少知道作为生物物种的名称(生物物种名称)的学名,并且例如使用诸如“苹果”之类的粗略通用名称(一般名称)。
因此,如参考图20所述,在存在以通用名称登记在生物物种列表中的生物物种的情况下,通过使用生物物种名称信息将通用名称转换成学名,用户可以以通用名称来输入登记在生物物种列表中的生物物种。
因此,可以提高在用户操作终端11以输入登记在生物物种列表中的生物物种的情况下的便利性。
注意,在呈现UI中呈现的呈现组合中,通用名称和学名可以一起写成生物物种的名称。在该情况下,用户可以学习生物物种的学名。
这里,在本实施例中,为了便于理解描述,适当地使用通用名称而不是学名来描述生物物种的名称。
<信息处理系统10的处理的第四示例>
图21是图示了信息处理系统10的处理的第四示例的示图。
在终端11(图5)(图11)中,在步骤S141中,发送单元43例如根据用户对终端11的操作,从定位单元25(图2)获取终端11的位置信息。
在步骤S142中,发送单元43将用于请求生成生物物种列表的生成请求命令包括在终端11的位置信息中,并且将其发送到服务器12。
在服务器12(图6)中,在步骤S151中,接收单元51接收从终端11发送的生成请求命令,并且将生成请求命令提供给决定单元52。
在步骤S152中,接收单元51访问数据库13,接收诸如相互作用信息之类的需要信息,并且将该信息提供给决定单元52。
这里,在图7的步骤S22中由接收单元51从数据库13接收的信息至少包括相互作用信息。
另一方面,在步骤S152中由接收单元51从数据库13接收的信息除了相互作用信息之外,还至少包括栖息地信息。在步骤S152中由接收单元51从数据库13接收的栖息地信息至少是关于栖息地的栖息地信息,该栖息地包括由来自终端11的生成请求命令中包括的位置信息所指示的位置。
在步骤S153中,使用栖息地信息,决定单元52识别以由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所为栖息地而观察到的生物物种,即,栖息在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所的生物物种。
然后,决定单元52生成其中登记有栖息在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所的生物物种的生物物种列表。
在该情况下,例如,在生物物种列表中登记在该场所处观察到的生物物种,诸如在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处具有作为自然植被的观察示例的植物物种。
注意,另外,在决定单元52中,尽管在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处没有观察到(尽管没有栖息在该场所处),但是也可以识别适于诸如该场所的气候之类的环境的生物物种。于是,该生物物种也可以以伪方式被视为在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处观察到的生物物种。例如,适于诸如由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所的气候之类的环境的生物物种是在与由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所类似的环境中的其他场所处观察到的生物物种。
在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处观察到的生物物种的数量大的情况下,服务器12上的负载增加,并且因此决定单元52可以限制将要登记在生物物种列表中的生物物种的数量。
在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处观察到的生物物种的数量大于预设阈值的情况下,决定单元52可以如下地限制将要登记在生物物种列表中的生物物种的数量。
例如,决定单元52可以从在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处观察到的生物物种中随机地选择等于阈值的数量的生物物种,并且将所选择的生物物种登记在生物物种列表中。
此外,例如,决定单元52可以从在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处观察到的生物物种中的一个或多个特定生物分类的生物物种中选择等于或小于阈值的数量的生物物种,并且将所选择的生物物种登记在生物物种列表中。
另外,例如,决定单元52可以从在由来自终端11的位置信息所指示的场所处观察到的生物物种中的每个生物分类的生物物种中选择相同数量的生物物种,使得总数量等于或小于阈值,并且将所选择的生物物种登记在生物物种列表中。
在步骤S154中,决定单元52通过从登记在生物物种列表中的多个生物物种中选择生物物种来生成生物物种的多个组合。此外,决定单元52针对生物物种的多个组合中的每个组合,通过使用相互作用信息来构建相互作用网络,该相互作用网络包括构成该组合的主生物物种和引起与主生物物种的相互作用的副生物物种作为节点。
决定单元52通过在服务器12中预先设定的默认评价方法来评价相互作用网络,根据评价来决定呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53。
步骤S155中,生成单元53生成将来自决定单元52的呈现组合进行呈现的呈现UI,并且将呈现UI提供给发送单元54。
在图21中,由生成单元53生成的呈现UI可以包括注意唤起消息,该注意唤起消息用于唤起如下注意:使用了由服务器12(自动地)生成的生物物种列表,而不是其中登记有由用户指定的生物物种的生物物种列表。
通过在呈现UI中呈现注意唤起消息,可以防止用户误解在呈现UI中呈现的呈现组合是通过使用其中登记有由用户指定的生物物种的生物物种列表而获得的组合。
此后,在步骤S156以及步骤S143和S144中,执行与图7中的步骤S25以及步骤S13和S14中的处理类似的处理。
如上所述,在服务器12中,生成生物物种列表(其中登记有在由来自终端11的位置信息所指示的位置的场所处观察到的生物物种等)也被称为生物物种列表的自动生成。
在执行生物物种列表的自动生成的情况下,用户不需要操作终端11来指定生物物种,并且因此,例如在对生物物种不熟悉的用户尝试终端11的使用感的情况下,生物物种列表的自动生成是有用的。
另外,在执行显示将呈现组合进行呈现的呈现UI的演示的情况下、在用户由于终端11的操作麻烦的原因而期望生物物种列表的自动生成的情况下等,生物物种列表的自动生成是有用的。
注意,在图21中,通过默认评价方法来执行对相互作用网络的评价,但是可以通过由根据用户对终端11的操作而生成的评价方法信息所指示的评价方法来执行对相互作用网络的评价,如在图7等的情况下那样。
此外,在图21中,采用指示终端11的位置的位置信息作为将要被包括在生成请求命令中的位置信息,但是例如,诸如通过用户操作终端11而指定的场所之类的任何场所的位置信息可以被包括在生成请求命令中。
图22是图示了在自动生成生物物种列表的情况下的呈现UI的显示示例的示图。
在执行生物物种列表的自动生成的情况下的呈现UI中,例如,与图15中描述的名称图像和网络图像一起显示注意唤起消息,该注意唤起消息用于唤起如下注意:已执行了生物物种列表的自动生成。
在图22中,消息“正在使用自动生成的生物物种列表”被显示为注意唤起消息。
图23是图示了呈现UI的其他显示示例的示图。
在呈现UI中,除了针对呈现组合的相互作用网络的网络图像之外,还可以显示针对从生物物种列表生成的其他组合的相互作用网络的网络图像。
在图23中,显示针对从生物物种列表生成的全部组合中的每个组合的相互作用网络的网络图像。
在呈现UI中,除了针对呈现组合的相互作用网络的网络图像之外,还可以显示针对其他组合的相互作用网络的网络图像。同样,在该情况下,当自动生成生物物种列表时,可以显示注意唤起消息。
<数据库13的更新>
图24是用于描述由信息处理系统10执行的更新数据库13的相互作用信息的处理的示图。
数据库13可以响应于来自用户(外部)的输入而进行更新。
在终端11中,在步骤S181中,根据用户对终端11的操作,将相互作用信息存储在本地数据库(未图示)中。
这里,相互作用可以在论文中公开并且对于用户可见。此外,用户可以从近年来可以以低成本执行的微生物组等的宏基因组分析的分析结果中发现相互作用。此外,在日常生活等中,用户可以观察到诸如某一昆虫捕食其他昆虫之类的相互作用。
在如上所述地接触到相互作用的情况下,用户可以通过操作终端11来输入关于相互作用的相互作用信息。
在步骤S181中,将通过用户操作终端11而输入的相互作用信息存储在本地数据库中。
在步骤S182中,终端11向数据库13发送存储在本地数据库中的相互作用信息当中的尚未发送到数据库13的相互作用信息。
在数据库13中,在步骤S191中,接收来自终端11的相互作用信息。
在步骤S192中,数据库13附加地存储来自终端11的相互作用信息,由此更新所存储的内容。
仅有最初存储在数据库13中的相互作用信息可能未存储详尽的相互作用信息。
因此,如上所述,可以通过附加地存储通过用户操作终端11而输入的相互作用信息来更新(增强)数据库13的相互作用信息。
由此,构建了用户参与型开发,即,用户参与型数据库13,以及可以构建健壮且高度可扩展的集体智慧型数据库13。在这样的用户参与型数据库13中,数据库13本身可以具有作为研究对象的价值。
<决定单元52的第四配置示例>
图25是图示了图6中的决定单元52的第四配置示例的框图。
注意,在附图中,与图8的情况下的部分对应的部分由相同的参考标记来表示,并且下面将适当地省略对其的描述。
在图25中,决定单元52包括网络构建单元72、组合生成单元131、评价单元133和确定单元134。
因此,图25中的决定单元52与图8的情况的共同之处在于,设置了网络构建单元72。然而,图25中的决定单元52与图8的情况的不同之处在于,分别设置了组合生成单元131、评价单元133和确定单元134,以代替组合生成单元71、评价单元73和选择单元74。
在图8、图12和图13中的决定单元52中,生成登记在生物物种列表中的生物物种的全部生物物种组合(根据需要,可选地包括空集合的组合)。
然后,针对生物物种的全部组合中的每个组合构建相互作用网络并且对其进行评价,以及将具有最佳评价分数的组合决定为呈现组合。
在生成全部组合的情况下,如果登记在生物物种列表中的生物物种有许多,则生物物种的组合的数量变得庞大。在该情况下,在服务器12中,可能难以使用有限的计算资源针对庞大数量的组合来构建和评价相互作用网络。
因此,决定单元52可以通过用近似解来求解组合优化问题而确定呈现组合。在该情况下,可以抑制相互作用网络的构建和将要评价的生物物种的组合的数量,并且可以节省计算资源。
注意,在用近似解来求解组合优化问题的情况下,当在需要的约束条件下找到使目标函数最大化/最小化的组合时,通过启发式算法来设定用于目标函数的计算的组合。
在本技术中,可以通过由评价方法信息所指示的评价方法来设定目标函数。作为目标函数,例如,可以采用图8中描述的评价分数的计算公式。
此外,在本技术中,约束条件并不是必须的。例如,可以根据用户的操作来设定是否使用约束条件以及在使用约束条件的情况下的约束条件的内容。例如,是否使用约束条件以及在使用约束条件的情况下的约束条件的内容可以被包括在评价方法信息中,并且从终端11发送到服务器12。
例如,为了确保一定程度的高生物多样性,可以采用将X种或更多种生物物种包括在生物物种的组合中等作为约束条件。
在图25中,将生物物种列表从接收单元51提供给组合生成单元131。此外,向组合生成单元131提供用于设定近似解的行为的超参数。
这里,超参数是用于设定用于生成(决定)生物物种组合的算法的行为的参数,并且不包括目标函数的信息。这是因为目标函数是根据评价方法信息来设定的。
此外,超参数可以预先在服务器12中设定,或者可以根据用户的操作来设定。在根据用户的操作来设定超参数的情况下,超参数可以与例如生物物种列表一起从终端11发送到服务器12。
组合生成单元131从登记在生物物种列表中的生物物种中生成将要被搜索相互作用的生物物种(主生物物种)的组合。
即,组合生成单元131根据按照超参数确定的元启发式近似解的算法,基于从确定单元134提供的生物物种的先前组合(先前生成的组合)来生成生物物种的组合。
作为元启发式近似解的算法,例如,可以采用局部搜索法、模拟退火、遗传算法、禁忌(tabu)搜索等。
注意,在组合生成单元131中首先从登记在生物物种列表中的生物物种中生成生物物种的组合的情况下,可以通过任何方法(诸如从登记在生物物种列表中的生物物种中随机地选择随机数量的生物物种)来生成生物物种的组合。
由组合生成单元131生成的生物物种的组合被提供给网络构建单元72。
网络构建单元72使用相互作用信息、针对来自组合生成单元131的生物物种的组合构建相互作用网络,并且将相互作用网络提供给评价单元133。
向评价单元133提供来自网络构建单元72的针对生物物种的组合的相互作用网络,并且向评价单元133提供来自接收单元51的评价方法信息。
评价单元133根据评价方法信息来设定作为目标函数的评价分数的计算公式。评价单元133根据计算公式来计算对来自网络构建单元72的相互作用网络的评价分数(目标函数的值),并且将评价分数提供给确定单元134。
确定单元134确定来自评价单元133的相互作用网络的评价分数。
确定单元134确定来自评价单元133的针对当前组合(这次生成的生物物种的组合)的相互作用网络的评价分数与针对先前组合的相互作用网络的评价分数相比是劣化了还是改善了。
在确定针对当前组合的相互作用网络的评价分数已改善了的情况下,确定单元134将当前组合反馈(提供)给组合生成单元131。
在该情况下,组合生成单元131根据元启发式近似解的算法,基于从确定单元134反馈的当前组合,从生物物种列表中选择生物物种,并且生成新的组合。然后,组合生成单元131将新的组合提供给网络构建单元72。
另一方面,在确定针对当前组合的相互作用网络的评价分数已劣化了的情况下,确定单元134将先前组合决定为作为组合优化问题的近似解的呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53(图6)。
<信息处理系统10的处理的第五示例>
图26是图示了信息处理系统10的处理的第五示例的示图。
换句话说,图26图示了在决定单元52如图25中所示地配置并且通过用近似解来求解组合优化问题而决定呈现组合的情况下的信息处理系统10的处理的示例。
在终端11中,在步骤S211至S214中,执行与图7中的步骤S11至S14中的处理类似的处理。
在服务器12中,在步骤S221、S222、S224和S225中,执行与图7中的步骤S21、S22、S24和S25中的处理类似的处理。
此外,在服务器12中,在步骤S223中,决定单元52通过用近似解来求解组合优化问题而决定呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53。
即,在决定单元52(图25)中,组合生成单元131根据元启发式近似解的算法从生物物种列表中选择生物物种,生成生物物种的组合,并且将该组合提供给网络构建单元72。
网络构建单元72使用相互作用信息、针对来自组合生成单元131的生物物种的组合构建相互作用网络,并且将相互作用网络提供给评价单元133。
评价单元133根据按照评价方法信息设定的作为目标函数的评价分数的计算公式,计算来自网络构建单元72的相互作用网络的评价分数(目标函数的值),并且将评价分数提供给确定单元134。
确定单元134确定来自评价单元133的针对当前组合的相互作用网络的评价分数与针对先前组合的相互作用网络的评价分数相比是劣化了还是改善了。
在针对当前组合的相互作用网络的评价分数改善了的情况下,确定单元134将当前组合反馈给组合生成单元131。
组合生成单元131根据元启发式近似解的算法,基于从确定单元134反馈的当前组合,从生物物种列表中选择生物物种,并且生成新的组合。
在下文中,决定单元52重复类似的处理,直到针对当前组合的相互作用网络的评价分数劣化。
然后,在针对当前组合的相互作用网络的评价分数劣化了的情况下,确定单元134将先前组合决定为作为组合优化问题的近似解的呈现组合,并且将呈现组合提供给生成单元53。
如上所述,决定单元52用近似解来求解组合优化问题以确定呈现组合,由此节省计算资源并且抑制获取生物物种的不合适组合作为呈现组合。
在下文中,将描述在决定单元52中确定呈现组合的具体示例。注意,在下面,为了简化描述,从生物物种列表中生成生物物种的全部组合。
<确定呈现组合的具体示例>
图27是图示了在决定呈现组合的第一具体示例中使用的相互作用信息的示图。
在图27的相互作用信息中,相互作用与被施加相互作用的目标生物物种和对目标生物物种施加相互作用的原始源生物物种相关联。
根据图27的相互作用,例如,尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)对黄瓜施加致病性相互作用。此外,例如,伯克霍尔德氏菌(Parkholderia graphiolis)对尖孢镰刀菌施加生长抑制相互作用,并且大葱对伯克霍尔德氏菌施加共生相互作用。
在第一具体示例中,将在提高植物物种的物种多样性的同时使针对植物物种的病原微生物的感染风险最小化的生态系统设定为目标生态系统,并且从多个植物物种中指定适合于构建目标生态系统的植物物种的组合。
在第一具体示例中,例如,用户操作终端11,使得植物物种的物种多样性越高,评价越高,并且病原微生物的感染风险越高,评价越低。评价方法信息生成单元42根据对终端11的操作来生成评价方法信息。
在决定单元52中,根据评价方法信息,将评价分数的计算公式设定为例如公式(1)。
评价分数=植物物种多样性分数+影响程度分数...(1)
植物物种多样性分数表示构成相互作用网络的植物物种的物种多样性,并且根据构成相互作用网络的植物物种,随着植物物种的数量增加,将植物物种多样性分数设定为更高的分数。例如,作为植物物种多样性分数,可以采用构成相互作用网络的植物物种的数量。
影响程度分数表示构成相互作用网络的植物物种对病原微生物的感染风险的影响程度。例如,随着植物物种增加病原微生物的感染风险的影响程度越大,将影响程度分数设定为越小的值(例如,具有越大绝对值的负值)作为惩罚。此外,随着植物物种降低病原微生物的感染风险的影响程度越大,将影响程度分数设定为越大的值(例如,具有越大绝对值的正值)作为奖励。
例如,假设用户计划将油菜、黄瓜、大葱和刺槐作为将要引入到生态系统中的可能的植物物种。
在这种情况下,用户操作终端11以输入用于生成生物物种列表的指令以及油菜、黄瓜、大葱和刺槐(的名称)。根据对终端11的操作,生物物种列表生成单元41生成其中登记有油菜、黄瓜、大葱和刺槐的生物物种列表。
在决定单元52中,通过从生物物种列表中选择生物物种,生成生物物种的组合。此外,在决定单元52中,通过使用相互作用信息针对生物物种的组合构建相互作用网络。
图28是图示了针对油菜、黄瓜、大葱和刺槐这四种生物物种的组合而构建的相互作用网络的示图。
在决定单元52中,通过使用图27的相互作用信息,搜索引起与构成四种生物物种的组合的油菜、黄瓜、大葱和刺槐的主生物物种中的每种主生物物种(图中带有网状图案的部分)的相互作用的副生物物种。在图28中,作为副生物物种,搜索微生物物种(图中带有阴影的部分)和昆虫(图中带有点图案的部分)。
例如,在图28中,作为引起与构成四种生物物种的组合的主生物物种当中的黄瓜的相互作用的副生物物种,搜索了尖孢镰刀菌和黄瓜花叶病毒。
此外,例如,作为引起与大葱的相互作用的副生物物种,搜索了伯克霍尔德氏菌(Parkholderia graphiolis)。
构成四种生物物种的组合的主生物物种以及与主生物物种进行相互作用的副生物物种成为针对这四种生物物种的组合的相互作用网络的节点。
在决定单元52中,在搜索引起与主生物物种中的每个主生物物种的相互作用的副生物物种之后,使用图27的相互作用信息来搜索在主生物物种和副生物物种的全部生物物种中的任何两个生物物种之间发生的相互作用。
在图28中,例如,搜索在伯克霍尔德氏菌(Parkholderia graphiolis)与尖孢镰刀菌之间发生的生长抑制的相互作用、在瓢虫与蚜虫之间发生的捕食的相互作用等。
在决定单元52中,通过利用箭头作为链接来连接在生物物种(主生物物种和副生物物种)的节点当中的产生相互作用的节点来构建相互作用网络。
在由相互作用网络的节点所表示的生物物种当中,例如,对黄瓜施加来自尖孢镰刀菌的致病性相互作用,如图27的相互作用信息中所示。
因此,在相互作用网络中,通过作为表示致病性的链接的在对应于相互作用的方向上的箭头来连接(链接)黄瓜的节点和尖孢镰刀菌的节点。
作为表示致病性的链路的箭头是在施加致病性相互作用的原始尖孢镰刀菌的节点处开始并且在作为被施加致病性相互作用的目标的黄瓜的节点处结束的方向上的箭头。
此外,在由相互作用网络的节点所表示的生物物种当中,例如,大葱对伯克霍尔德氏菌(Parkholderia graphiolis)施加共生相互作用,如图27的相互作用信息中所示。
因此,在相互作用网络中,通过以大葱的节点为起点并且以伯克霍尔德氏菌的节点为终点的、作为表示致病性的链接的箭头来连接大葱的节点和伯克霍尔德氏菌的节点。
此外,在由相互作用网络的节点所表示的生物物种当中,例如,伯克霍尔德氏菌对尖孢镰刀菌施加生长抑制的相互作用,如图27的相互作用信息中所示。
因此,在相互作用网络中,通过以伯克霍尔德氏菌的节点为起点并且以尖孢镰孢菌的节点为终点的、作为表示生长抑制的链接的箭头来连接伯克霍尔德氏菌的节点和尖孢镰孢菌的节点。
注意,在图28的相互作用网络中,刺槐被假定直接对瓢虫施加毒性相互作用。然而,实际上,由刺槐产生的并且对瓢虫有毒的物质经由被瓢虫捕食的蚜虫而被瓢虫吸收。
即,当蚜虫以刺槐为食并且瓢虫捕食蚜虫时,瓢虫吸收由刺槐产生的有毒物质。
在构建相互作用网络之后,决定单元52评价相互作用网络。通过按照根据评价方法信息设定的公式(1)的计算公式来计算评价分数而执行对相互作用网络的评价。
为了计算公式(1)的计算公式的影响程度分数,决定单元52从(用作)相互作用网络(的节点的生物物种)中指定病原微生物(病原微生物物种)。
对于图28的相互作用网络,尖孢镰刀菌、芜菁花叶病毒和黄瓜花叶病毒这三种被指定为病原微生物(图中以粗体所示的部分)。
在相互作用网络中,决定单元52在以植物物种的节点为起点的表示链接的箭头的方向上移动作为主生物物种的每个植物物种。然后,决定单元52搜索通向病原微生物的节点的路径作为相互作用路径,在该相互作用路径中,植物物种的相互作用影响病原微生物。
即,决定单元52搜索以植物物种的节点作为起点并且以植物物种的相互作用直接或间接地影响的病原微生物的节点为终点的、没有多次经过同一节点的路径作为相互作用路径。
图29是图示了从图28的相互作用网络中搜索的相互作用路径的示图。
关于图28中的相互作用网络,对于作为植物物种的大葱,搜索了从大葱的节点起、经由伯克霍尔德氏菌(Parkholderia graphiolis)的节点、通向作为病原微生物的尖孢镰刀菌的第一相互作用路径(从上部开始)。
此外,对于作为植物物种的刺槐,搜索了从刺槐的节点起、经由瓢虫和蚜虫的节点、到达芜菁花叶病毒和黄瓜花叶病毒的相应节点的第二相互作用路径和第三相互作用路径。
注意,在图28的相互作用网络中,对于作为植物物种的油菜和黄瓜,与病原微生物发生的相互作用是被动的,并且对于油菜和黄瓜,不存在从它们中的每个开始的相互作用路径(其中油菜和黄瓜的相互作用影响病原微生物的相互作用路径)。
决定单元52根据在每个植物物种的每个相互作用路径中的起点处的植物物种最终对终点处的病原微生物是表现出积极的影响还是消极的影响来计算影响程度分数。
决定单元52指定由除了相互作用路径中的端点以外的每个节点所表示的生物物种在被直接施加相互作用的目标生物物种(与其发生直接相互作用的其他生物物种)的生长中是引起积极的相互作用还是消极的相互作用。
这里,对生长而言积极的相互作用也被称为积极作用,并且对生长而言消极的相互作用也被称为消极作用。在图29中,将[+]附连到指示积极作用的箭头,并且将[-]附连到指示消极作用的箭头。
决定单元52根据相互作用路径的端点的节点与每个节点之间的积极作用和消极作用,指定除了端点以外的每个节点的生物物种最终对端点的节点处的病原微生物的生长抑制是表现出积极影响还是消极影响。
这里,用于抑制病原微生物的生长的积极影响和消极影响也分别被称为积极影响和消极影响。在图29中,将+附连到具有积极影响的节点,并且将-附连到具有消极影响的节点。
在相互作用路径的起点的节点的植物物种表现出积极影响的情况下,决定单元52计算例如+1作为相互作用路径的影响程度分数。此外,在相互作用路径的起点的节点的植物物种表现出消极影响的情况下,决定单元52计算例如-1作为相互作用路径的影响程度分数。
决定单元52通过对植物物种的相互作用路径的影响程度分数求和来计算每个植物物种的影响程度分数。
在图29中,在用于大葱的第一相互作用路径中,伯克霍尔德氏菌(Parkholderiagraphiolis)对终点的(节点的)孢镰刀菌施加生长抑制的消极影响([-])。
因此,伯克霍尔德氏菌对抑制尖孢镰刀菌的生长表现出积极影响(+)。
此外,在用于大葱的第一相互作用路径中,大葱对表现出积极影响(+)的伯克霍尔德氏菌施加共生的积极影响([+])。
因此,大葱对尖孢镰刀菌的生长抑制表现出积极影响(+)。
如上所述,在用于大葱的第一相互作用路径中,起点的节点处的大葱表现出积极影响(+),并且因此计算+1作为用于大葱的第一相互作用路径的影响程度分数。
由于只有第一相互作用路径作为用于大葱的相互作用路径存在,因此计算出等于第一相互作用路径的影响程度分数的+1作为大葱的影响程度分数。
接下来,在图29中,在用于刺槐的第二相互作用路径中,蚜虫对终点的芜菁花叶病毒施加媒介的积极影响([+])。
因此,在蚜虫中,芜菁花叶病毒对芜菁花叶病毒的生长抑制表现出消极影响(-)。
此外,在用于刺槐的第二相互作用路径中,瓢虫对施加了消极影响(-)的蚜虫施加捕食的消极影响([-])。
因此,瓢虫对芜菁花叶病毒的生长抑制表现出积极影响(+)。
此外,在用于刺槐的第二相互作用路径中,刺槐对施加了积极影响(+)的瓢虫施加毒性的消极影响([-])。
因此,刺槐对芜菁花叶病毒的生长抑制表现出消极影响(-)。
如上所述,在用于刺槐的第二相互作用路径中,由于起点的节点处的刺槐表现出消极影响(-),因此将用于刺槐的第二相互作用路径的影响程度分数计算为-1。
在图29中,在用于刺槐的第三相互作用路径中,与第二相互作用路径类似,计算出-1作为影响程度分数。
由于第二相互作用路径和第三相互作用路径作为用于刺槐的相互作用路径存在,因此作为刺槐的影响程度分数,计算出通过将第二相互作用路径和第三相互作用路径的影响程度分数相加而获得的-2=-1-1。
注意,如上所述,由于不存在用于油菜和黄瓜的相互作用路径,因此油菜和黄瓜中的每个的影响程度分数为0。
决定单元52计算每个主生物物种的影响程度分数,并且通过对影响程度分数求和来计算最终影响程度分数。
对于图28中的相互作用网络,通过对主生物物种的油菜、黄瓜、大葱和刺槐的相应影响程度分数求和,计算出-1=0+0+1-2作为最终影响程度分数。
决定单元52与公式(1)的计算公式的影响程度分数一起计算植物物种多样性分数。例如,计算出图28的相互作用网络中的植物物种的数量4作为植物物种多样性分数。
决定单元52根据公式(1)来计算相互作用网络的评价分数。例如,作为图28中的相互作用网络的评价分数,计算通过将上述影响程度分数-1和植物物种多样性分数4相加而获得的3(=4-1)。
如上所述,决定单元52计算针对从生物物种列表中选择的生物物种的全部组合中的每个组合的相互作用网络的评价分数。
图30是图示了针对从其中登记有油菜、黄瓜、大葱和刺槐的生物物种列表中生成的植物物种的全部组合中的每个组合的相互作用网络的评价分数的示图。
在图30中,图示了植物物种的每个组合、针对该组合的相互作用网络的评价分数以及用于计算评价分数的植物物种多样性分数和影响程度分数。
在图30中,例如,在第一位置(从上部开始)图示了针对油菜、黄瓜、大葱和刺槐的组合的相互作用网络的影响程度分数、植物物种多样性分数和评价分数。
如图27至图29中所描述的,针对油菜、黄瓜、大葱和刺槐的组合的相互作用网络的影响程度分数、植物物种多样性分数和评价分数分别为-1、4和3。
决定单元52将具有相互作用网络的最佳评价分数的生物物种的组合决定为呈现组合。
在图30中,针对油菜、黄瓜和大葱的第二指示组合的相互作用网络的评价分数是4,这是最佳的,并且因此将油菜、黄瓜和大葱的组合决定为呈现组合。利用呈现组合的呈现,用户可以认识到,在构建在提高植物物种的物种多样性的同时降低病原微生物的感染风险的生态系统时,应该引入油菜、黄瓜、大葱和刺槐当中的油菜、黄瓜和大葱作为将要引入的可能的植物物种。
注意,这里,如公式(1)中所示,使用植物物种多样性分数和影响程度分数的相加值作为评价分数,但是作为评价分数,例如,可以仅使用植物物种多样性分数或仅使用影响程度分数。
图31是图示了在决定呈现组合的第二特定示例中使用的相互作用信息的示图。
在图31的相互作用信息中,捕食(被捕食)的相互作用、被施加相互作用的目标生物物种以及引起与目标生物物种的相互作用的原始源生物物种彼此相关联。
根据图31的相互作用,例如,篮子鱼以大托马尾藻(Sargassummacrocarpum)为食。此外,大鳍礁鱿鱼(bigfin reef squid)捕食篮子鱼,并且日本鹦嘴鱼以昆布(Eckloniakurome)为食。
在世界各地,已报道了许多由于食植性动物(食草动物)过度进食而没有海藻生长的案例。海藻已停止生长的环境被称为“岩石海岸(isoyakeba)(枯萎的海滨)”。
近年来,作为对于岩石海岸(isoyakeba)的管理措施之一,注意力已集中在增加食草动物的捕食者的数量的处理上。例如,存在通过增加多刺龙虾的数量来恢复海藻的生长的案例,多刺龙虾是作为食草动物的海胆的捕食者。
该案例是如下案例:仅考虑多刺龙虾与海胆之间的相互作用,其中多刺龙虾捕食作为食草动物的海胆;但是通过应用本技术,可以综合地考虑各种生物物种之间的捕食(被捕食)关系来执行针对岩石海岸(isoyakeba)的措施的管理。
在第二具体示例中,出于通过将海藻引入到特定海洋区域中来增强生物多样性的目的,从多个动物物种中指定为了提高海藻的固定效率而共存的动物物种的适当组合。
在第二具体示例中,假设采用例如大托马尾藻、昆布和石花菜(Gelidiumamansii)作为将要引入以增强特定海洋区域的生物多样性的海藻。此外,在特定的海洋区域中,观察到例如日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼。
这里,将要引入到特定海洋区域中的海藻也被称为所引入的藻类,并且在特定海洋区域中观察到的动物物种也被称为观察到的动物物种。
在第二具体示例中,例如,用户操作终端11以搜索图31中的相互作用信息,由此指定所引入的藻类和相关动物物种,该相关动物物种是与包括观察到的动物物种在内的食物网相关的动物物种(动物)。
例如,用户指定捕食所引入的藻类(大托马尾藻、昆布和石花菜)或观察到的动物物种(日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼)的动物物种作为相关动物物种。此外,例如,用户指定(直接或间接地)捕食所引入的藻类或观察到的动物物种的、除了观察到的动物物种以外的动物物种作为相关动物物种。
这里,假设例如大鳍礁鱿鱼、篮子鱼、海鳗、多刺龙虾和条石鲷被指定为相关动物物种。
在特定海洋区域中,观察到的动物物种已经存在。因此,在第二具体示例中,根据针对附加组合的相互作用网络的评价来指定相关动物物种的适当组合,该附加组合是通过将全部观察到的动物物种添加到零个或多个相关动物物种的组合而获得的。
因此,用户操作终端11以输入生成生物物种列表的指令和相关动物物种(的名称)。在生物物种列表生成单元41中,根据对终端11的操作,生成其中登记有相关动物物种的生物物种列表。
此外,用户操作终端11以输入生成附加列表的指令和观察到的动物物种。根据对终端11的操作,生物物种列表生成单元41生成其中登记有观察到的动物物种的附加列表。
此外,例如,用户操作终端11,以便将用于构建相互作用网络的相互作用限制为捕食(进食)。此外,例如,在相互作用网络的构建中,用户操作终端11,以便将作为相互作用搜索对象的主生物物种和副生物物种限制为构成作为相互作用网络构建对象的生物物种的组合的生物物种和所引入的藻类。
根据对终端11的操作,限制信息生成单元81(图11)生成限制信息。
在决定单元52中,通过从生物物种列表中选择相关动物物种来生成相关动物物种的组合。此外,决定单元52通过将登记在附加列表中的观察到的动物物种添加到从生物物种列表中生成的相关动物物种的组合来生成附加组合。
然后,在决定单元52中,通过使用相互作用信息,针对附加组合构建相互作用网络。通过如下方式来执行相互作用网络的构建:根据限制信息,限制用于构建相互作用网络的相互作用、以及要被搜索相互作用的主生物物种和副生物物种。
图32是图示了针对通过将观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼”添加到相关生物物种“大鳍礁鱿鱼、篮子鱼、海鳗、多刺龙虾和条石鲷”的组合而获得的附加组合所生成的相互作用网络的示图。
在决定单元52中,通过使用图31的相互作用信息,搜索引起与作为构成附加组合的主生物物种的相关动物物种“大鳍礁鱿鱼、篮子鱼、海鳗、多刺龙虾和条石鲷”(图中带有阴影的部分)以及观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼”(图中带有阴影的部分)中的每个的捕食(被捕食)相互作用的副生物物种。
在图32中,例如,关于作为主生物物种的相关动物物种“海鳗”,搜索海鳗捕食的观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼”作为副生物物种。此外,例如,关于作为主生物物种的观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼”,搜索日本鹦嘴鱼以其为食的所引入的藻类“大托马尾藻”作为副生物物种。
构成附加组合的主生物物种和引起与主生物物种的捕食性相互作用的副生物物种(被主生物物种捕食的生物物种)成为针对附加组合的相互作用网络的节点。
在决定单元52中,在搜索引起与主生物物种中的每个的相互作用的副生物物种之后,使用图31的相互作用信息来搜索在主生物物种和副生物物种的全部生物物种当中的任何两个生物物种之间发生的捕食性相互作用。
在决定单元52中,通过作为链接的箭头来连接引起生物物种(主生物物种和副生物物种)的节点之间的捕食性相互作用的节点,由此构建相互作用网络。
在相互作用网络中,捕食者(捕食性生物物种)的节点和被捕食者(被捕食的生物物种)的节点通过作为表示捕食性相互作用的链接的在从捕食者的节点朝向被捕食者的节点的方向上的箭头来连接。
例如,作为表示观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼”捕食(进食)所引入的藻类“大托马尾藻”的相互作用的链接的箭头是在以作为捕食者的日本鹦嘴鱼的节点为起点并且以作为被捕食者的大托马尾藻的节点为终点的方向上的箭头。
为了提高所引入的藻类的固定效率,用户操作终端11,使得所引入的藻类被捕食的机会越小,评价越高。根据对终端11的操作,评价方法信息生成单元42生成评价方法信息。
在决定单元52中,根据评价方法信息,将评价分数的计算公式设定为例如公式(2)。
评价分数=∑捕食抑制分数...(2)
捕食抑制分数表示抑制所引入的藻类的捕食的程度,并且是针对除了用作相互作用网络的节点的所引入的藻类以外的每个生物物种来计算的。在公式(2)中,∑表示除了所引入的藻类以外的全部生物物种的捕食抑制分数的总和。
在构建相互作用网络之后,决定单元52评价相互作用网络。通过按照根据评价方法信息设定的公式(2)的计算公式来计算评价分数而执行对相互作用网络的评价。
图33是图示了针对通过将观察到的动物物种“日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼”添加到相关生物物种“海鳗和多刺龙虾”的组合而获得的附加组合所生成的相互作用网络的示图。
在对公式(2)的计算公式的捕食抑制分数进行计算的情况下,决定单元52从(用作)相互作用网络(的节点的生物物种)中指定所引入的藻类。
对于图33的相互作用网络,大托马尾藻、昆布和石花菜被指定为所引入的藻类。
在相互作用网络中,对于除了所引入的藻类以外的每个生物物种,决定单元52搜索以生物物种的节点为起点、在表示链接的箭头的方向上移动并且到达所引入的藻类的节点的路径,作为影响所引入的藻类的捕食的相互作用路径。
即,决定单元52搜索以除了所引入的藻类以外的生物物种的节点为起点并且以所引入的藻类的任何节点为终点、没有多次经过同一节点的路径作为相互作用路径。
在图33的相互作用网络中,例如,对于海鳗,搜索从海鳗的节点经由日本鹦嘴鱼通向所引入的藻类“大托马尾藻”的节点的相互作用路径。此外,关于海鳗,搜索从海鳗的节点经由章鱼、多刺龙虾和紫海胆通向所引入的藻类“石花菜”的节点的相互作用路径。
此外,例如,对于日本鹦嘴鱼,搜索从日本鹦嘴鱼的节点直接到达所引入的藻类“大托马尾藻”的节点的相互作用路径。
决定单元52根据在除了所引入的藻类以外的每个生物物种的每个相互作用路径中的从起点处的生物物种至到达终点处的所引入的藻类的链接的数量L来计算捕食抑制分数。
即,决定单元52根据例如公式(3)来计算相互作用路径的捕食抑制分数。
相互作用路径的捕食抑制分数=SGN×0.9^L...(3)
在公式(3)中,在链接的数量L为奇数的情况下,SGN表示-1,并且在链接的数量L为偶数的情况下,SGN表示+1。
根据公式(3),计算指示如下各项的值作为捕食抑制分数:相互作用路径的起点处的生物物种对终点处的所引入的藻类的捕食的抑制作出贡献的程度,或生物物种成为障碍的程度。
在相互作用路径的起点处的生物物种对终点处的所引入的藻类的捕食的抑制作出贡献的情况下,即,在抑制所引入的藻类的捕食的情况下,捕食抑制分数具有正值。在相互作用路径的起点处的生物物种成为终点处的所引入的藻类的捕食的抑制的障碍的情况下,即,在没有抑制(促进)所引入的藻类的捕食的情况下,捕食抑制分数具有负值。
决定单元52通过对生物物种的相互作用路径的捕食抑制分数求和来计算除了所引入的藻类以外的每个生物物种的捕食抑制分数。
在图33中,例如,针对海鳗,由于从海鳗的节点开始、到达所引入的藻类“大托马尾藻”的节点的相互作用路径的链接的数量L是2,因此计算+0.9^2作为相互作用路径的捕食抑制分数。
此外,对于海鳗,由于从海鳗的节点开始、到达所引入的藻类“石花菜”的节点的相互作用路径的链接的数量是4,因此计算+0.9^4作为相互作用路径的捕食抑制分数。
然后,作为海鳗的捕食抑制分数,计算将上述两个相互作用路径的捕食抑制分数相加而获得的1.4661=+0.9^2++0.9^4。
对于图33的相互作用网络,除了所引入的藻类以外的每个生物物种的捕食抑制分数在下文中以类似的方式来计算。
图34是图示了捕食抑制分数的计算结果的示图。
即,图34图示了图33的相互作用网络中的除了所引入的藻类以外的每个生物物种的捕食抑制分数的计算结果。
作为图33中的相互作用网络的评价分数,计算除了所引入的藻类以外的生物物种“海鳗、多刺龙虾、日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼”的相应捕食抑制分数的合计-1.1529。
图35是图示了针对通过将登记在附加列表中的观察到的动物物种添加到从生物物种列表中生成的0个或更多个相关动物物种的全部组合而获得的附加组合的相互作用网络的评价分数的示图。
即,图35图示了针对通过将登记在附加列表中的日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼添加到从其中登记有大鳍礁鱿鱼、篮子鱼、海鳗、多刺龙虾和条石鲷的生物物种列表中生成的0个或更多个相关动物物种的全部组合而获得的附加组合的相互作用网络的评价分数。
注意,在图35中,“组合”表示从生物物种列表中生成的0个或更多个相关动物物种的组合。
在图35中,例如,第一评价分数(从上部开始)表示针对通过将登记在附加列表中的日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼添加到0个相关动物物种的组合(空集合的组合)而获得的附加组合的相互作用网络的评价分数。
此外,例如,第二评价分数表示针对通过将登记在附加列表中的日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼添加到仅相关动物物种“篮子鱼”的组合而获得的附加组合的相互作用网络的评价分数。此外,例如,第三评价分数表示针对通过将登记在附加列表中的日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼添加到相关动物物种“篮子鱼和大鳍礁鱿鱼”的组合而获得的附加组合的相互作用网络的评价分数。
决定单元52将具有相互作用网络的最佳评价分数的组合决定为呈现组合。
在图35中,对于通过将登记在附加列表中的日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼添加到相关动物物种“海鳗和多刺龙虾”的组合而获得的附加组合,相互作用网络具有最佳评价分数-1.1529。因此,将具有最佳评价分数的相关动物物种“海鳗和多刺龙虾”的组合或通过将登记在附加列表中的日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼添加到该组合而获得的附加组合决定为呈现组合。利用该呈现组合的呈现,用户可以认识到,在将诸如大托马尾藻、昆布和石花菜之类的海藻引入到观察到日本鹦嘴鱼、黄铜鲢鱼、紫海胆和章鱼的海洋区域中的情况下,为了提高这些海藻的固定效率,应该引入海鳗和多刺龙虾。
注意,本技术的实施例不限于上述实施例,并且可以在不偏离本技术的主旨的情况下进行各种改变。
作为本技术的实施例,除了上述实施例之外,在每个实施例中,还可以尽可能多地采用对其他实施例的组成部分进行组合的模式。
例如,图18中的使用附加列表的处理可以与图20中的步骤S123中的使用生物物种名称信息将生物物种的通用名称转换成学名的处理相结合。在该情况下,除了登记在生物物种列表中的生物物种的通用名称之外,还使用生物物种名称信息将登记在附加列表中的生物物种的通用名称转换成学名。
此外,例如,图18中的使用附加列表的处理可以与参考图25和图26描述的通过用近似解来求解组合优化问题而确定呈现组合相组合。
本技术可以被配置为云计算,在云计算中,一个功能由多个设备通过网络来共享以共同处理。
终端11和服务器12的处理的每个步骤可以由一个设备执行,或者可以由多个设备共享和执行。
在一个步骤中包括多个处理的情况下,这一个步骤中包括的多个处理可以由一个设备执行,或者可以由多个设备共享和执行。
此外,本文中描述的效果仅仅是示例而非限制,并且可以提供其他效果。
注意,本技术可以被如下地配置。
<1>一种程序,用于使计算机用作:
决定单元,针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,所述决定单元根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
<2>根据<1>所述的程序,其中,
所述决定单元限制所述主生物物种、所述副生物物种、或所述主生物物种和所述副生物物种二者。
<3>根据<1>或<2>所述的程序,其中,
所述决定单元根据来自外部的输入来设定所述评价方法。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的程序,还包括:
排序单元,所述排序单元根据针对所述呈现组合的相互作用网络对构成所述呈现组合的主生物物种进行排序。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的程序,还包括:
生成单元,所述生成单元生成呈现所述呈现组合的呈现用户界面UI。
<6>根据<5>所述的程序,其中,
所述决定单元根据对呈现UI中呈现的所述呈现组合的操作,重构针对操作之后的呈现组合的相互作用网络,以及
所述呈现UI呈现重构之后的相互作用网络。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的程序,其中,
所述多个生物物种是实际存在于预定场所中的多个生物物种。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的程序,其中,
所述决定单元根据针对通过将预定生物物种添加到从所述多个生物物种中选择的生物物种的组合而获得的组合所构建的相互作用网络的评价来决定所述呈现组合。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的程序,其中,
所述多个生物物种是在预定终端所位于的场所处观察到的生物物种。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的程序,其中,
所述决定单元参考相互作用信息的数据库来构建所述相互作用网络,以及
根据来自用户的输入来更新所述数据库。
<11>根据<1>至<10>中任一项所述的程序,其中,
所述决定单元将具有通过评价所述相互作用网络而获得的最佳分数的生物物种的组合决定为所述呈现组合。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的程序,其中,
接收从预定终端发送的所述多个生物物种的信息。
<13>根据<12>所述的程序,其中,
呈现所述呈现组合的呈现UI被发送到所述终端。
<14>根据<1>至<13>中任一项所述的程序,其中,
所述决定单元针对从多个植物物种中选择的植物物种的多个组合中的每个组合,使用作为主生物物种的植物物种和作为副生物物种的微生物物种作为节点,构建所述相互作用网络,并且根据对所述相互作用网络的评价来决定所述呈现组合。
<15>根据<14>所述的程序,其中,
所述决定单元通过随着所述植物物种的物种多样性越高而给予越高评价的评价方法、随着病原微生物的感染风险越高而给予越低评价的评价方法、或对所述微生物物种的物种多样性得到提高而给予越高评价的评价方法来评价所述相互作用网络。
<16>根据<15>所述的程序,其中,
所述决定单元在评价所述相互作用网络时计算表示所述植物物种的物种多样性的植物物种多样性分数、或表示所述植物物种对所述病原微生物的感染风险的影响程度的影响程度分数。
<17>根据<1>至<16>中任一项所述的程序,还包括:
获取单元,所述获取单元获取所述多个生物物种的信息。
<18>一种信息处理设备,包括:
决定单元,针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,所述决定单元根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
<19>一种信息处理方法,包括:
针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
<20>一种程序,使计算机用作:
发送单元,所述发送单元将多个生物物种的信息发送到信息处理设备;以及
显示控制单元,所述显示控制单元使显示单元显示呈现UI,所述呈现UI呈现通过以下方式而获得的呈现组合:
所述信息处理设备针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
参考标记列表
10信息处理系统
11-1至11-4终端
12 服务器
13 数据库
14 网络
21 通信单元
22 计算单元
23 输入输出单元
24 存储装置
25 定位单元
31 通信单元
32 计算单元
33 输入输出单元
34 存储装置
41 生物物种列表生成单元
42 评价方法信息生成单元
43 发送单元
44 接收单元
45 显示控制单元
46 显示单元
51 接收单元
52 决定单元
53 生成单元
54 发送单元
71 组合生成单元
72 网络构建单元
73 评价单元
74 选择单元
81 限制信息生成单元
91 组合生成单元
92 网络构建单元
111 排序单元
131 组合生成单元
133 评价单元
134 确定单元

Claims (20)

1.一种程序,用于使计算机用作:
决定单元,针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,所述决定单元根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
2.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述决定单元限制所述主生物物种、所述副生物物种、或所述主生物物种和所述副生物物种二者。
3.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述决定单元根据来自外部的输入来设定所述评价方法。
4.根据权利要求1所述的程序,还包括:
排序单元,所述排序单元根据针对所述呈现组合的相互作用网络对构成所述呈现组合的主生物物种进行排序。
5.根据权利要求1所述的程序,还包括:
生成单元,所述生成单元生成呈现所述呈现组合的呈现用户界面UI。
6.根据权利要求5所述的程序,其中,
所述决定单元根据对呈现UI中呈现的所述呈现组合的操作,重构针对操作之后的呈现组合的相互作用网络,以及
所述呈现UI呈现重构之后的相互作用网络。
7.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述多个生物物种是实际存在于预定场所中的多个生物物种。
8.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述决定单元根据针对通过将预定生物物种添加到从所述多个生物物种中选择的生物物种的组合而获得的组合所构建的相互作用网络的评价来决定所述呈现组合。
9.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述多个生物物种是在预定终端所位于的场所处观察到的生物物种。
10.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述决定单元参考相互作用信息的数据库来构建所述相互作用网络,以及
根据来自用户的输入来更新所述数据库。
11.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述决定单元将具有通过评价所述相互作用网络而获得的最佳分数的生物物种的组合决定为所述呈现组合。
12.根据权利要求1所述的程序,其中,
接收从预定终端发送的所述多个生物物种的信息。
13.根据权利要求12所述的程序,其中,
呈现所述呈现组合的呈现UI被发送到所述终端。
14.根据权利要求1所述的程序,其中,
所述决定单元针对从多个植物物种中选择的植物物种的多个组合中的每个组合,使用作为主生物物种的植物物种和作为副生物物种的微生物物种作为节点,构建所述相互作用网络,并且根据对所述相互作用网络的评价来决定所述呈现组合。
15.根据权利要求14所述的程序,其中,
所述决定单元通过随着所述植物物种的物种多样性越高而给予越高评价的评价方法、随着病原微生物的感染风险越高而给予越低评价的评价方法、或对所述微生物物种的物种多样性得到提高而给予越高评价的评价方法来评价所述相互作用网络。
16.根据权利要求15所述的程序,其中,
所述决定单元在评价所述相互作用网络时计算表示所述植物物种的物种多样性的植物物种多样性分数、或表示所述植物物种对所述病原微生物的感染风险的影响程度的影响程度分数。
17.根据权利要求1所述的程序,还包括:
获取单元,所述获取单元获取所述多个生物物种的信息。
18.一种信息处理设备,包括:
决定单元,针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,所述决定单元根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
19.一种信息处理方法,包括:
针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
20.一种程序,使计算机用作:
发送单元,所述发送单元将多个生物物种的信息发送到信息处理设备;以及
显示控制单元,所述显示控制单元使显示单元显示呈现UI,所述呈现UI呈现通过以下方式而获得的呈现组合:
所述信息处理设备针对从多个生物物种中选择的生物物种的多个组合中的每个组合,使用作为构成该组合的生物物种的主生物物种和作为引起与所述主生物物种的相互作用的其他生物物种的副生物物种作为节点,构建表示所述主生物物种和所述副生物物种之间的相互作用的相互作用网络,并且根据通过用关于生态系统的评价方法评价所述相互作用网络而获得的对所述相互作用网络的评价来决定作为将要呈现的生物物种的组合的呈现组合。
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