Революция в изследване на животни: Новата система за 3D камери открива секретно поведение!

Революция в изследване на животни: Новата система за 3D камери открива секретно поведение!

Möggingen, Deutschland - Изследователи на Constance Cluster of Excellence "колективно поведение" са разработили иновативна система за мобилни камери, наречена "3D-SOCS" (3D синхронизирани системи за камери на открито). Тази система има за цел да обхване подробни данни за поведението на животните в естественото им местообитание. Новата технология позволява прецизно, без маркерно 3D проследяване на движенията и пози на няколко птици едновременно. Предишните методи за 3D проследяване бяха ограничени до интериора и заловени животни, което сериозно ограничи възможностите за поведенчески изследвания. Със системата на 3D SOCS вече могат да се извършват изследвания на свободен обхват, които осигуряват ценни знания.

Системата е тествана в гора близо до Института за поведенческа биология на Макс Планк в Мьоггинген. По време на опита за отворен въздух бяха използвани визуални стимули като червеи и пълнени птици за изследване на реакциите на птиците. Тези данни доведоха до нови констатации за използването на зрителното поле и латерализацията при птиците. В допълнение, 3D SOCS предлага възможността за екологичен мониторинг чрез оценка на обема на тялото на птиците, което може да служи като приближение за тяхното тегло.

Технологични иновации и приложение

3D SOCS системата е разработена с помощта на съвременни сензорни технологии като GPS и пасивни транспондерни етикети, които подобряват качеството и обхвата на събраните поведенчески данни. Напредъкът в областта на машинното обучение и компютърното зрение дава възможност да се извършват подробни измервания, които могат да се конкурират с контролирани лабораторни условия. Тестовете за точност показват, че системните 3D поща на птиците могат да оценят с толерантност от само 3 mm.

За да се съберат данните, се използват няколко камери, които са контролирани от Raspberry Pi, които вземат подмилсекунда-синхронизирани видео записи. След това тези видеоклипове се анализират, за да се идентифицират ключови характеристики на птиците и да преследват техните движения. Платформата позволява неинвазивно събиране на данни. Животните не трябва да бъдат хванати, което свежда до минимум последствията за животинските популации.

Отворена платформа за изследвания

3D SOCS системата е проектирана като отворена платформа. Хардуерните планове и софтуерните тръбопроводи са свободно достъпни, което позволява широко използване от други изследователи. Той също така насърчава синергиите между лабораторни и полеви изследвания и затваря пропастта между тези две изследователски области. Развитието беше подкрепено от Германската изследователска фондация (DFG) и Швейцарския държавен секретариат за образование, изследвания и иновации (SBFI).

В контекста на автоматизираните поведенчески изследвания алгоритъмът за анализ на изображения е разработен и от изследователи от Института за невроинформатика в Университета на университета и ETH Цюрих. Този алгоритъм използва компютърно базирана зрение и машинно обучение за разпознаване на отделни животни и автоматично оценява поведение като любопитство и страх. Това би могло значително да ускори и подобри анализа на поведенческите изследвания чрез идентифициране на фини промени в поведението, които са трудни за разпознаване на човешкото око.

Обобщена, системата на 3D SOCS представлява значителен напредък в изследванията на поведението на животните и предлага нови възможности за разбиране на птиците в естественото му местообитание. Наличието като отворена платформа може да вдъхнови и други изследователи да използват технологията в собствените си проучвания.

The following links can be called up for further information on 3D SoCs and the technologies used: University of Konstanz ;