Rewolucja w badaniach nad zwierzętami: nowy system kamer 3D odkrywa tajne zachowanie!

Rewolucja w badaniach nad zwierzętami: nowy system kamer 3D odkrywa tajne zachowanie!

Möggingen, Deutschland - Naukowcy z klastra Excellence „Zachowanie zbiorowe” opracowali innowacyjny system kamer mobilnych o nazwie „3D-SOCS” (synchronizowane systemy kamer zsynchronizowanych 3D). System ten ma na celu uchwycenie szczegółowych danych na temat zachowania zwierząt w ich naturalnym środowisku. Nowa technologia umożliwia precyzyjne, bezkładne śledzenie ruchów i postawy kilku ptaków jednocześnie. Poprzednie metody śledzenia 3D były ograniczone do wnętrz i schwytanych zwierząt, co poważnie ograniczyło możliwości badań behawioralnych. Dzięki systemowi 3D SOCS można teraz przeprowadzić badania swobodnego zasięgu, które zapewniają cenną wiedzę.

System został przetestowany w lesie w pobliżu Maxa Plancka Instytutu Biologii Behawioralnej w Möggingen. Podczas próby otwartego powietrza wykorzystano bodźce wizualne, takie jak dżdżownice i wypchane ptaki do zbadania reakcji ptaków. Dane te doprowadziły do ​​nowych ustaleń dotyczących wykorzystania pola widzenia i lateralizacji u ptaków. Ponadto 3D SOCS oferuje możliwość monitorowania ekologicznego poprzez oszacowanie objętości ptaków, które mogą służyć jako przybliżenie ich wagi.

Innowacja technologiczna i zastosowanie

System 3D SOCS został opracowany przy użyciu nowoczesnych technologii czujników, takich jak GPS i pasywne znaczniki transpondera, które poprawiają jakość i zakres zebranych danych behawioralnych. Postępy w dziedzinie uczenia maszynowego i wizji komputerowej umożliwiają przeprowadzanie szczegółowych pomiarów, które mogą konkurować z kontrolowanymi warunkami laboratoryjnymi. Testy dokładności pokazują, że systemy 3D poczty ptaków mogą oszacować z tolerancją zaledwie 3 mm.

Aby zebrać dane, stosuje się kilka kamer kontrolowanych Raspberry Pi, które przyjmują nagrania wideo z synchronizacją podrzędną. Te filmy są następnie analizowane w celu zidentyfikowania kluczowych cech ptaków i realizacji ich ruchów. Platforma umożliwia nieinwazyjne gromadzenie danych. Zwierzęta nie muszą być złapane, co minimalizuje konsekwencje dla populacji zwierząt.

Otwarta platforma do badań

System 3D SOCS został zaprojektowany jako otwarta platforma. Plany sprzętowe i rurociągi oprogramowania są bezpłatnie dostępne, co umożliwia szerokie wykorzystanie przez innych badaczy. Promuje również synergie między badaniami laboratoryjnymi i terenowymi oraz zamyka lukę między tymi dwoma dziedzinami badań. Rozwój był wspierany przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG) i Szwajcarski Sekretariat Stanu ds. Edukacji, Badań i Innowacji (SBFI).

W kontekście automatycznych badań behawioralnych algorytm analizy obrazu został również opracowany przez naukowców z Institute for Neuroinformatics na University of University i Eth Zurych. Ten algorytm wykorzystuje wizję komputerową i uczenie maszynowe do rozpoznawania poszczególnych zwierząt i automatycznie oceniania zachowań, takich jak ciekawość i strach. Może to znacznie przyspieszyć i poprawić analizę badań behawioralnych poprzez identyfikację subtelnych zmian behawioralnych, które są trudne do rozpoznania dla ludzkiego oka.

Podsumowano, system 3D SOCS reprezentuje znaczny postęp w badaniach dotyczących zachowań zwierząt i oferuje nowe możliwości zrozumienia ptaków w jego naturalnym środowisku. Dostępność jako otwartej platformy może również zainspirować innych badaczy do korzystania z technologii we własnych badaniach.

Poniższe linki można wywołać w celu uzyskania dalszych informacji na temat 3D SOCS i użytych technologii: 3d-socs , uzh.